[發(fā)明專利]一種局部碳包覆型富鋰固溶體硫氧化物正極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810543224.5
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108736002B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伏萍萍;徐寧;宋英杰;馬倩倩;吳孟濤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津巴莫科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/587;H01M6/16;H01M10/0525
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王曉紅

本發(fā)明公開了一種局部碳包覆型富鋰固溶體硫氧化物正極材料及其制備方法，將Li_2+αMnS₃硫化鋰錳材料中加入碳源，經(jīng)過干法研磨，得到碳包覆的Li_2+αMnS₃前驅(qū)體，或經(jīng)過濕法研磨、干燥，得到碳包覆的Li_2+αMnS₃前驅(qū)體；將上述前驅(qū)體與Li_1+βT_m(1?γ)M_γO₂按照設(shè)計比例均勻混合，在惰性氣氛下進(jìn)行低溫固相反應(yīng)，即得到包覆型富鋰固溶體硫氧化物正極材料。可作為鋰一次電池、鋰二次電池、鋰離子二次電池等鋰電池用正極活性物質(zhì)，具有比容量高、導(dǎo)電性高、循環(huán)壽命長等優(yōu)異的充放電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池材料，尤其是一種局部碳包覆型富鋰固溶體硫氧化物正極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著新能源車的不斷推廣和普及，提升續(xù)航里程的需求越來越迫切，成為發(fā)展新能源汽車最關(guān)鍵的需求之一。動力電池是新能源汽車的核心部分，其中鋰離子電池在成本、能量密度方面具有明顯的優(yōu)勢，將能夠大幅度提升新能源汽車經(jīng)濟(jì)性和使用的便利性，鋰離子電池體系中正極材料是決定性因素。為增加續(xù)航里程，必須增加搭載動力電池系統(tǒng)存儲的能量，在不顯著增加新能汽車重量和體積的前提下，必須提高動力電池的比能量和能量密度。若純電動汽車?yán)m(xù)航里程達(dá)到400公里，動力電池系統(tǒng)比能量需要提升至250Wh/kg以上，單體電池比能量需提升到350Wh/kg。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對獲得高比能量密度的鋰離子電池正極材料，提供一種比容量高、導(dǎo)電性高、循環(huán)性能優(yōu)良的富鋰固溶體硫氧化物正極材料及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種局部碳包覆型富鋰固溶體硫氧化物正極材料，其化學(xué)計量式為aLi_2+αMnS₃C_λ·(1-a)Li_1+βT_m(1-γ)M_γO₂或通式Li_1+x(1-a)[Mn_aT_m(1-γ)M_γO₂]S_3aC_λ；

其中：0＜a＜1，-0.2≤α≤0.2，-0.1≤β≤0.1，0≤γ≤0.1，0＜12λ/M(Li_2+αMnS₃)≤0.2，x＝a(1+α-β)+β；

M(Li_2+αMnS₃)為Li_2+αMnS₃的分子量；

T_m為過渡金屬元素Ni、Co、Mn中的一種或多種的組合；

M為Na、K、Rb、Cs、Sc、Nb、Bi、Fe、Mo、Ti、Al、Mg、Zn、V、Zr、Ru中的一種或多種的組合。

上述局部碳包覆型富鋰固溶體硫氧化物正極材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將Li_2+αMnS₃硫化鋰錳材料中加入碳源，經(jīng)過干法研磨，得到碳包覆的Li_2+αMnS₃前驅(qū)體，或經(jīng)過濕法研磨、干燥，得到碳包覆的Li_2+αMnS₃前驅(qū)體；

2)將上述前驅(qū)體與Li_1+βT_m(1-γ)M_γO₂按照設(shè)計比例均勻混合，在惰性氣氛下進(jìn)行低溫固相反應(yīng)，即得到包覆型富鋰固溶體硫氧化物正極材料。

步驟1)所述的碳源為單質(zhì)碳和/或含碳元素的有機(jī)物。