锂离子电池的正极材料及其制备方法、锂离子电池技术

本公开涉及一种锂离子电池的正极材料及其制备方法、锂离子电池，该正极材料包括磷酸铁锂骨架、碳包覆层、硫包覆层和金属硫化物壳层，碳包覆层包覆在磷酸铁锂骨架的内部孔道壁和外表面上，硫包覆层填充在磷酸铁锂骨架的内部孔道并包覆在碳包覆层上，金属硫化物壳层包覆在硫包覆层上。本公开的制备方法包括：S1、将具有碳包覆层的磷酸铁锂骨架与液态硫接触；S2、将具有碳和硫复合包覆层的磷酸铁锂在有机溶剂中与金属前驱体在回流条件下接触。本公开的锂离子电池包括负极材料和所述的正极材料。本公开的正极材料能有效抑制多硫化物的溶出，本公开的电池容量和循环性能进一步得到显著提高。

Cathode materials and preparation methods of lithium-ion batteries, lithium-ion batteries

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池的正极材料及其制备方法、锂离子电池
本公开涉及锂离子电池，具体地，涉及一种锂离子电池的正极材料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池是作为新能源汽车的首选储能设备，占据了市场的统治地位，未来还将会在电网储能等多个领域发挥重要作用。已经被广泛商用的锂离子电池主要基于锂离子在电极材料晶格中的嵌入脱嵌过程，以及在液态电解质中的传输过程。作为传统正极材料，层状岩盐相和尖晶石相过渡金属氧化物被广泛的研究和改良，从而不断提高各项性能指标以满足市场对于锂电池的要求。近年来，相对于负极材料的进步，正极材料的研究相对滞后，已经成为制约锂离子电池整体性能提升的重要因素。由于受到理论容量的限制(170mAh/g)，通过成分和工艺优化，从而提高磷酸铁锂(LiFePO4)容量的潜力已经比较有限。在专利CN201711056759.1中，以磷酸铁、锂化合物和葡萄糖作为前驱体，通过喷雾干燥的方法制备得到磷酸铁锂/碳复合正极材料，比容量达到150mAh/g。为了提高磷酸铁锂的电子电导率和离子电导率，需要减小产物平均粒径并对表面进行碳包覆处理，同时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池的正极材料，其特征在于，该正极材料包括磷酸铁锂骨架、碳包覆层、硫包覆层和金属硫化物壳层，所述碳包覆层包覆在磷酸铁锂骨架的内部孔道壁和外表面上，所述硫包覆层填充在所述磷酸铁锂骨架的内部孔道并包覆在所述碳包覆层上，所述金属硫化物壳层包覆在所述硫包覆层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的正极材料，其特征在于，该正极材料包括磷酸铁锂骨架、碳包覆层、硫包覆层和金属硫化物壳层，所述碳包覆层包覆在磷酸铁锂骨架的内部孔道壁和外表面上，所述硫包覆层填充在所述磷酸铁锂骨架的内部孔道并包覆在所述碳包覆层上，所述金属硫化物壳层包覆在所述硫包覆层上。


2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂骨架的直径为50～500nm；所述碳包覆层在所述磷酸铁锂骨架的外表面处的厚度为0.1～50nm；所述硫包覆层在所述磷酸铁锂骨架的外表面处的厚度为0.5～100nm；所述金属硫化物壳层的厚度为0.01～3nm。


3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，相对于100重量份的磷酸铁锂，碳的含量为0.5～10重量份，硫的含量为2～70重量份，所述金属硫化物壳层中的金属的含量为0.1～5重量份。


4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂为橄榄石相磷酸铁锂；所述金属硫化物壳层中的金属包括铁、钴、镍、铜、锌、锰、钛和银中的至少一种。


5.一种制备锂离子电池的正极材料的方法，其特征在于，该方法包括：
S1、将具有碳包覆层的磷酸铁锂骨架与液态硫接触，以使得液态硫进入磷酸铁锂骨架的内部孔道并包覆在所述碳包覆层的表面，得到具有碳和硫复合包覆层的磷酸铁锂；
S2、将所述具有碳和硫复合包覆层的磷酸铁锂在有机溶剂中与金属前驱体在回流条件下接触，使所述具有碳和硫复合包覆层的磷酸铁锂外表面形成金属硫化物薄层外壳。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，相对于100重量份的所述具有碳包覆层的磷酸铁锂骨架，液态硫的用量为1....

【专利技术属性】
技术研发人员：魏昊，焦晓朋，李世彩，韩晓燕，甘永青，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44