[发明专利]一种硫化亚铁包覆富锂正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硫化亚铁包覆的富锂正极材料，包括富锂正极材料和包覆在富锂正极材料表面的硫化亚铁。本发明通过沉淀和煅烧工艺制得硫化亚铁包覆的富锂正极材料，通过测试可知在1C(300mA/g)电流下循环80次放电比容量达191.1mAh/g，容量保持率达92.63％，高于未包覆样品的72.35％。本发明制备方法简单，增强正极材料表面结构，提高正极材料的循环性能，应用前景广。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种硫化亚铁包覆富锂正极材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着科技的高速发展，人们环境意识的提高，移动终端和电动汽车领域对高能量密度电池的需求加大，大比容量和高工作电压的正极材料受到越来越大的关注。目前商用的正极材料LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄和三元正极材料的放电比容量都低于200mAh/g，相比之下，富锂材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂具有超过250mAh/g的放电比容量，高的工作电压、低的生产成本和环境友好等优点，有望成为新一代的锂离子电池正极材料。

富锂正极材料充电过程中，Li₂MnO₃在高电压下活化，晶格中Li₂O不可逆脱出同时伴随氧空位的产生，且充放电过程中富锂正极材料由层状结构向尖晶石结构转变，导致富锂正极材料循环性能差，严重制约了富锂正极材料在实际中的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种硫化亚铁包覆富锂正极材料及其制备方法，提高循环性能，增强表面结构，制备方法简单。

本发明提出一种硫化亚铁包覆富锂正极材料，包括富锂正极材料和包覆在富锂正极材料表面的硫化亚铁。

优选地，富锂正极材料的化学式为Li_1.2Mn_0.4Ni_0.2Co_0.2O₂。

优选地，其结构为层状α-NaFeO₂型结构，层状的空间群为

优选地，以硫化亚铁包覆富锂正极材料为基准，硫化亚铁的质量百分含量为1-3％。

本发明还提出了上述硫化亚铁包覆富锂正极材料制备方法，包括如下步骤：

S1、按Fe和S的摩尔比＝1:1-1.2称取FeSO₄·7H₂O和(NH₄)₂S水溶液，将FeSO₄·7H₂O溶于去离子水中配成溶液A；

S2、将(NH₄)₂S水溶液滴入A中并不断搅拌，再加入富锂正极材料，加热至65-95℃，密封搅拌3.5-4.5h，静置11.5-12.5h，经过滤、洗涤、干燥、研磨制得B；

S3、将B在保护气氛下400-500℃焙烧3.5-4.5h，制得硫化亚铁包覆的富锂正极材料。

优选地，S2中搅拌速度为200-300r/min，优选为260r/min。

优选地，S2中富锂正极材料采用如下工艺制备：