本发明专利技术提供了一种锂离子电池正极活性材料，锂离子电池正极活性材料的化学表达式为(A)1‑x‑y·(Li2S)x·(LiC6)y，0<x<1，0<y<1，A为LiM1PO4、LiM2O2和LiM32O4中的至少一种，M1、M2或M3选自为铁、钴、锰、镍、铝和钒中的至少一种。该锂离子电池正极活性材料容量较高。本发明专利技术还提供了一种锂离子电池正极活性材料的制备方法，包括：分别提供A前驱体、Li2S前驱体和LiC6前驱体；在保护性气体或空气中，将A前驱体在200‑500℃恒温预烧1‑5h后，自然降温至室温，得到预烧后的A前驱体；将预烧后的A前驱体、Li2S前驱体和LiC6前驱体按照摩尔比为1‑x‑y:x:y混合均匀后，得到锂离子电池正极活性材料前驱体，然后在保护性气体中，将锂离子电池正极活性材料前驱体在300‑700℃下恒温烧结5min‑2h，得到锂离子电池正极活性材料。制备方法独特、有效。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池正极活性材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
随着便携电子设备和电动汽车对锂离子电池能量密度的要求越来越高，能量密度高的锂离子电池材料的研发显得日益重要。目前，常用的锂离子电池正极材料包括钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)，和磷酸铁锂(LiFePO4)等，这三种材料的实际比容量大都小于160mAh/g，由于容量偏低，由这些电极材料制作的锂离子电池能量密度较低，难以满足电池对材料的高容量要求。因此，有必要提供一种容量较高的锂离子电池正极活性材料。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种锂离子电池正极活性材料。该锂离子电池正极活性材料是由现有常用的正极活性材料和Li2S以及LiC6复合而成，Li2S和LiC6的容量较高，大大提高了常用的正极活性材料的容量。本专利技术还提供了锂离子电池正极活性材料的制备方法，该制备方法独特、有效。本专利技术第一方面提供了一种锂离子电池正极活性材料，所述锂离子电池正极活性材料的化学表达式为(A)1-x-y·(Li2S)x·(LiC6)y，其中，0<x<1，0<y<1，A为LiM1PO4、LiM2O2和LiM32O4中的至少一种，M1、M2或M3选自为铁、钴、锰、镍、铝和钒中的至少一种。其中，所述x的取值范围为0.05≤x+y≤0.4。其中，所述A的表面包覆有第一碳层，所述Li2S的表面包覆有第二碳层，所
述LiC6的表面包覆有第三碳层。其中，所述第一碳层表面、所述第二碳层表面和所述第三碳层表面还包覆有第四碳层，所述第四碳层内同时包含表面包覆有第一碳层的A、表面包覆有第二碳层的Li2S和表面包覆有第三碳层的LiC6。本专利技术第一方面提供的锂离子电池正极活性材料的容量较高，另外，锂离子电池正极活性材料的稳定性好，导电性也较好。本专利技术第二方面提供了一种锂离子电池正极活性材料的制备方法，包括以下步骤：提供A前驱体；所述A为LiM1PO4、LiM2O2和LiM32O4中的至少一种，M1、M2或M3选自为铁、钴、锰、镍、铝和钒中的至少一种，在保护性气体或空气中，将所述A前驱体在200-500℃恒温预烧1-5h后，自然降温至室温，得到预烧后的A前驱体；提供Li2S前驱体；提供LiC6前驱体；将所述预烧后的A前驱体、所述Li2S前驱体和所述LiC6前驱体按照摩尔比为1-x-y:x:y混合均匀后，得到锂离子电池正极活性材料前驱体，0<x<1，0<y<1，然后在保护性气体中，将所述锂离子电池正极活性材料前驱体在300-700℃下恒温烧结5min-2h，得到锂离子电池正极活性材料，所述锂离子电池正极活性材料的化学式为(A)1-x-y·(Li2S)x·(LiC6)y，其中，0<x<1，0<y<1。其中，将所述锂离子电池正极活性材料前驱体烧结的具体操作为：将所述锂离子电池正极活性材料前驱体以1-5℃/min的升温速率升温至400-600℃，恒温烧结5-10min后，以1-5℃/min的降温速率降至常温。其中，所述Li2S前驱体的制备方法为：提供以S为阴极，以Li为阳极，以六氟磷酸锂、四氟硼酸四乙基铵、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟合砷(V)酸锂、三氟甲磺酸锂、干形固体聚合物、凝胶聚合物或双三氟甲基磺酰亚胺锂为电解质的电化学电池，在保护性气体中，向所述电化学电池施加1.0-3.0V的电压，使从所述阳极中电离出的Li+沉积在阴极S上，得到所述Li2S前驱体。其中，所述LiC6前驱体的制备方法为：提供以C为阴极，以Li为阳极，以六氟磷酸锂、四氟硼酸四乙基铵、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟合砷(V)酸锂、三氟甲磺酸锂、干形固体聚合物、凝胶聚合物或双三氟甲基磺酰亚胺锂为电解质的电化学电池，在保护性气体中，向所述电化学电池施加0.5-2.5V的电压，使从所述阳极中电离出的Li+沉积在阴极C上，得到所述LiC6前驱体。其中，所述Li2S前驱体的粒径为10-80nm，所述LiC6前驱体的粒径为10-80nm。本专利技术实施例第二方面提供的一种锂离子电池正极活性材料的制备方法，制备方法独特、有效，制得的锂离子电池正极活性材料容量较高，另外，锂离子电池正极活性材料的稳定性好，导电性也较好。本专利技术第三方面提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包含本专利技术第一方面提供的锂离子电池正极活性材料。本专利技术第三方面提供的锂离子电池具有优良的放电容量。本专利技术实施例的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本专利技术实施例的实施而获知。附图说明图1为本专利技术一实施方式中锂离子电池正极活性材料中A、Li2S和LiC6的包覆结构示意图；图2为本专利技术实施例1制得的锂离子电池正极活性材料的XRD(X射线衍射)图；图3为本专利技术实施例1制得的锂离子电池的充放电曲线图；图4为本专利技术实施例1制得的锂离子电池的循环性能图；图5为本专利技术实施例1制得的锂离子电池在不同倍率下的循环性能图。具体实施方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改
进和润饰也视为本专利技术的保护范围。本专利技术第一方面提供了一种锂离子电池正极活性材料，该锂离子电池正极活性材料的化学表达式为(A)1-x-y·(Li2S)x·(LiC6)y，其中，0<x<1，0<y<1，A为LiM1PO4、LiM2O2和LiM32O4中的至少一种，M1、M2或M3选自为铁、钴、锰、镍、铝和钒中的至少一种。本专利技术实施方式中，A为现有常用的正极活性材料，具体不做特殊限制。本专利技术一优选实施方式中，A为LiCoO2、LiMn2O4或LiFePO4。本专利技术实施方式中，0.01≤x+y≤0.6。本专利技术实施方式中，0.05≤x+y≤0.4，当0.05≤x+y≤0.4，锂离子电池正极活性材料中，A和Li2S以及LiC6具有适合的比例，能使正极活性材料具有较好的稳定性和较好的电化学性能。本专利技术实施方式中，0.1≤x+y≤0.2。本专利技术实施方式中，0.02≤x≤0.2，0.02≤y≤0.2。本专利技术实施方式中，0.05≤x≤0.3，0.05≤y≤0.2。本专利技术实施方式中，当A为LiM1PO4时，锂离子电池正极活性材料的粒径为纳米级或者微米级，优选为10-100nm，锂离子电池正极活性材料压实密度为2.3-2.5g/cm3。由于本专利技术的锂离子电池正极活性材料的容量和压实密度较高，更有利于提高电池的能量密度，从而扩大该材料制备的电池的应用领域。本专利技术实施方式中，当A为LiM2O2或LiM32O4时，锂离子电池正极活性材料的粒径为微米级，优选为1μm-1000μm，锂离子电池正极活性材料压实密度为3.9-4.2g/cm3。由于本专利技术的锂离子电池正极活性材料的容量和压实密度较高，更有利于提高电池的能量密度，从而扩大该材料制备的电池的应用领域。本专利技术实施方式中，A的表面可包覆碳层也可不包覆碳层，Li2S的表面可包覆碳层也可不包覆碳层，LiC6的表面可包覆碳层也可不包覆碳层，整个锂离子电池正极活性材料的表面可包覆碳层也可不包覆碳层。本专利技术一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池正极活性材料，其特征在于，所述锂离子电池正极活性材料的化学表达式为(A)1‑x‑y·(Li2S)x·(LiC6)y，其中，0<x<1，0<y<1，A为LiM1PO4、LiM2O2和LiM32O4中的至少一种，M1、M2或M3选自为铁、钴、锰、镍、铝和钒中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极活性材料，其特征在于，所述锂离子电池正极活性材料的化学表达式为(A)1-x-y·(Li2S)x·(LiC6)y，其中，0<x<1，0<y<1，A为LiM1PO4、LiM2O2和LiM32O4中的至少一种，M1、M2或M3选自为铁、钴、锰、镍、铝和钒中的至少一种。2.如权利要求1所述的锂离子电池正极活性材料，其特征在于，所述x+y的取值范围为0.05≤x+y≤0.4。3.如权利要求1所述的锂离子电池正极活性材料，其特征在于，所述A的表面包覆有第一碳层，所述Li2S的表面包覆有第二碳层，所述LiC6的表面包覆有第三碳层。4.如权利要求3所述的锂离子电池正极活性材料，其特征在于，所述第一碳层表面、所述第二碳层表面和所述第三碳层表面还包覆有第四碳层，所述第四碳层内同时包含表面包覆有第一碳层的A、表面包覆有第二碳层的Li2S和表面包覆有第三碳层的LiC6。5.一种锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供A前驱体；所述A为LiM1PO4、LiM2O2和LiM32O4中的至少一种，M1、M2或M3选自为铁、钴、锰、镍、铝和钒中的至少一种，在保护性气体或空气中，将所述A前驱体在200-500℃恒温预烧1-5h后，自然降温至室温，得到预烧后的A前驱体；提供Li2S前驱体；提供LiC6前驱体；将所述预烧后的A前驱体、所述Li2S前驱体和所述LiC6前驱体按照摩尔比为1-x-y:x:y混合均匀后，得到锂离子电池正极活性材料前驱体，0<x<1，0<y<1，
\t然后在保护性气体中，将所述锂离子电池正极活性材料前驱体在300-700℃下恒温烧结5min-2h，得到锂离子电池正极活性材料，所述锂离子电池正...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔令涌，尚伟丽，任诚，徐浩，李意能，
申请(专利权)人：佛山市德方纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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