【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学，尤其是涉及一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、能源短缺和环境污染是全球面临的两个难题，开发利用以环保和可持续为特质的新能源(太阳能、潮汐能等)越来越得到各国的重视。相应的，研究开发高性能的储能器件成为研究的热点。锂离子电池(lib)是便携式电子产品和电动汽车最常用的储能设备，主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。其中，正极材料作为储能离子的供体，不仅限制了电池的能量密度，而且占电池制作成本的30％～40％。因此，提升正极材料的性能对锂离子电池的发展至关重要。
2、层状锰酸锂凭借着资源丰富、无毒等优势成为目前研究的热点，但较差的循环性能在一定程度上限制了锰酸锂的应用。首先，mn3+的jahn-teller效应易引发不可逆相变，导致结构的不稳定；其次，mn3+易歧化生成溶于电解液的mn2+，从而降低电极材料的循环性能；此外，电极表面的高氧活性导致在电极表面和电解液界面上释放氧气，引发电池胀气等安全问题。而对正极材料表面进行包覆处理能够抑制正极材料表面金属元素的溶解，稳定表面结构。例如中国专利cn115863606a公开了一种多元碳包覆锰酸锂及其制备方法及二次电池，采用多元碳包覆锰酸锂正极材料组装的扣式电池获得了较好的循环和倍率性能，但其制备方法复杂，原材料种类较多。
3、因此，为了提高层状锰酸锂的循环性能，亟需研究一种制备方法简单且有效的层状锰酸锂正极材料包覆工艺。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤；
4、s1：将锂盐和γ-mnooh前驱体进行水热反应，洗涤后得到层状锰酸锂正极材料limno2·li2mno3；
5、s2：将硫粉和s1中制备得到的锰酸锂正极材料混合均匀，并进行高温烧结，得到硫包覆的层状锰酸锂正极材料。
6、进一步地，s1中，所述锂盐和γ-mnooh前驱体的摩尔比为2～6。
7、进一步地，s1中，所述水热反应的温度为160-200℃，所述洗涤过程具体为采用去离子水洗涤至中性；优选地，所述水热反应的温度为200℃。
8、进一步地，s2中，所述硫粉和锰酸锂的质量比为2％～8％。
9、进一步地，s2中，所述高温烧结的加热温度为160～220℃。
10、进一步地，s2中，所述高温烧结中的升温速率为3～7℃/min，加热时间为3～5h；优选地，所述升温速率为5℃/min，加热时间为3h。
11、进一步地，s2中，烧结气氛为氮气或氩气。
12、本专利技术还提供一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料，所述硫包覆的层状锰酸锂正极材料形貌为表面粗糙的棒状；进一步地，所述棒状的直径为11μm。
13、进一步地，所述硫包覆的层状锰酸锂正极材料上的硫包覆层能够抑制锰酸锂正极材料在充放电过程中发生氧释放，并维持体相结构的稳定，提高li+在脱嵌过程中电荷的传导能力。
14、本专利技术还提供一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的应用，采用硫包覆的层状锰酸锂正极材料组装的电池的放电比容量为151.2-174.9mah g-1。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
16、1、本专利技术通过将硫粉与锰酸锂正极材料均匀混合后高温烧结，使硫粉均匀且致密地包覆在锰酸锂表面，制备工艺简单，且易于推广到硫改性材料的制备。
17、2、本专利技术中的硫包覆层抑制了活性材料与电解液间的副反应，以及金属锰的溶解，起到了保护层的作用。此外，硫包覆层抑制了锰酸锂材料在充放电过程中氧释放的发生，维持了体相结构的稳定。同时，硫包覆后获得了更低的电荷转移阻抗，这提高了li+在脱嵌过程中电荷的传导能力。
18、3、本专利技术制备的硫包覆层状锰酸锂组装的电池的电化学性能优异，在0.2c的充放电流下，硫包覆锰酸锂的放电比容量为174.9mah g-1，远高于未包覆的锰酸锂的154.3mahg-1，循环后的容量保持率提高了47.3％。
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1.一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述锂盐和γ-MnOOH前驱体的摩尔比为2～6。
3.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述水热反应的温度为160-200℃，所述洗涤过程具体为采用去离子水洗涤至中性。
4.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述硫粉和锰酸锂的质量比为2％～8％。
5.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述高温烧结的加热温度为160～220℃。
6.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述高温烧结中的升温速率为3～7℃/min，加热时间为3～5h。
7.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，S2中，烧结气氛为氮气或氩气。
8.一种如权利
9.根据权利要求8所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料，其特征在于，所述硫包覆的层状锰酸锂正极材料上的硫包覆层能够抑制锰酸锂正极材料在充放电过程中发生氧释放，并维持体相结构的稳定，提高Li+在脱嵌过程中电荷的传导能力。
10.一种如权利要求8所述的硫包覆的层状锰酸锂正极材料的应用，其特征在于，采用硫包覆的层状锰酸锂正极材料组装的电池的放电比容量为151.2-174.9mAh g-1。
...【技术特征摘要】
1.一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，s1中，所述锂盐和γ-mnooh前驱体的摩尔比为2～6。
3.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，s1中，所述水热反应的温度为160-200℃，所述洗涤过程具体为采用去离子水洗涤至中性。
4.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，s2中，所述硫粉和锰酸锂的质量比为2％～8％。
5.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，s2中，所述高温烧结的加热温度为160～220℃。
6.根据权利要求1所述的一种硫包覆的层状锰酸锂正极材料的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨金虎，马瑾，刘婷婷，贺婷，马健，陈卢，廖柯璇，孟朔，田泽怡，周辰，陆航，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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