[发明专利]一种硫化物包覆的正极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种硫化物包覆的正极材料，其特征在于，所述硫化物包覆的正极材料包括含锂正极材料以及包覆在含锂正极材料表面的硫化物包覆层，所述含锂正极材料包括三元材料。

2.根据权利要求1所述的硫化物包覆的正极材料，其特征在于，所述三元材料为层状结构；

优选地，所述三元材料为单晶材料；

优选地，所述三元材料的分子式为Li_aNi_xCo_yM_1-x-yO₂，其中0.9≤a≤1.1，0.5≤x＜1.0，0＜y≤0.3，M为Mn和/或Al；

优选地，所述含锂正极材料的平均粒径为3.5-17.0μm。

3.根据权利要求1或2所述的硫化物包覆的正极材料，其特征在于，所述硫化物包覆层为硫化物固态电解质包覆层；

优选地，所述硫化物固态电解质包覆层主要由硫化锂、辅助组分和稳定剂作为原料制备得到；

优选地，所述辅助组分包括五硫化二磷；

优选地，所述辅助组分的平均粒径为1-100nm；

优选地，所述稳定剂包括二氧化锆、硫化亚铁或氧化铜中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述稳定剂的平均粒径为30-60nm；

优选地，所述硫化物包覆层中，作为原料的硫化锂、辅助组分和稳定剂的摩尔百分比为(70～80):[(20-a)～(30-a)]:a，其中，0＜a≤10；

优选地，所述硫化物包覆层的厚度为5-100nm。

4.一种如权利要求1-3任一项所述硫化物包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将含锂正极材料与溶剂混合并与硫源进行反应，得到表面带有硫化锂的正极材料；

(2)将步骤(1)所述表面带有硫化锂的正极材料与其他原料混合，进行热处理，得到所述硫化物包覆的正极材料。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂包括无水乙醇、乙醚或己烷中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述混合的方法为搅拌；

优选地，步骤(1)所述硫源包括硫化氢；

优选地，步骤(1)所述与硫源进行反应的方法包括：将硫源气体通入反应体系中；

优选地，所述硫源气体的通入速率为1-5L/min；

优选地，步骤(1)所述进行反应的时间为1-2h；

优选地，步骤(1)所述进行反应的同时伴有搅拌；

优选地，步骤(1)所述与硫源进行反应在惰性化反应器中进行；

优选地，步骤(1)还包括：在反应之后对反应产物进行固液分离和干燥。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述其他原料包括辅助组分和稳定剂；

优选地，所述辅助组分包括五硫化二磷；

优选地，所述辅助组分的平均粒径为1-100nm；

优选地，所述稳定剂包括二氧化锆、硫化亚铁或氧化铜中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述稳定剂的平均粒径为30-60nm；

优选地，所述硫化锂、辅助组分和稳定剂的摩尔百分比为(70～80):[(20-a)～(30-a)]:a，其中，0＜a≤10。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合在保护性气氛下进行；

优选地，所述保护性气氛包括氮气和/或氩气；

优选地，步骤(2)所述混合在包覆机中进行；

优选地，所述包覆机的转速为141-910rpm；

优选地，步骤(2)所述混合的时间为0.5-1h。