[发明专利]一种有机分子修饰的富锂材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种有机分子修饰的富锂材料及其制备方法，涉及锂离子电池技术领域，所述有机分子修饰的富锂材料由含巯基的有机分子在富锂材料表面发生自组装得到。本发明提供的有机分子修饰的富锂材料，含巯基的有机分子通过巯基在富锂材料的表面自组装，形成厚度可控、均匀的单分子修饰层，从而延长富锂材料使用寿命的同时，提高富锂材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种有机分子修饰的富锂材料及其制备方法。

背景技术

富锂正极材料应用在锂离子电池上时，能显现出较高的比容量，已经得到全世界很多研究人员的关注与青睐。但富锂正极材料充电截止电压较高(～4.8V)，工业化的电解液在电压大于4.5V时就会氧化分解，在富锂材料的表面发生大量副反应，加剧了富锂材料表面的重构；表面的重构对富锂材料整体结构的稳定性、循环稳定性及中压稳定性都起到了破坏作用。所以对富锂材料的表面修饰至关重要，它将能起到稳定表面结构的作用，从而延长富锂材料的使用寿命，提高富锂材料的电化学性能。

为了提高制备的锂离子电池的循环性能，人们常常会在电池材料界面进行修饰，但是现有的修饰方法不能在富锂材料表面得到可控均匀的界面修饰层，从而影响富锂材料的电化学性能。

发明内容

本发明解决的问题是如何在富锂材料表面得到可控均匀的界面修饰层。

为解决上述问题，本发明提供一种有机分子修饰的富锂材料，所述有机分子修饰的富锂材料由含巯基的有机分子在富锂材料表面发生自组装得到。含巯基的有机分子通过巯基在富锂材料的表面形成S-M(M为富锂材料中的金属)键，实现含巯基的分子在富锂材料表面的自组装，形成的是单分子修饰层，且该单分子修饰层的厚度可控、均匀，将该有机分子修饰的富锂材料用于锂离子电池时，能够减少富锂材料与电解液的直接接触，从而有利于提高锂离子电池的如循环性能和倍率性能等电化学性能。

可选地，所述含巯基的有机分子包括巯基苯并噻唑。

可选地，所述富锂材料的分子式为Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的有机分子修饰的富锂材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：通过共沉淀法制备富锂材料；

S2：将所述富锂材料加入至含巯基的有机分子的乙醇溶液中，进行搅拌，得到反应液；

S3：对所述反应液进行过滤，将得到的固体物质进行烘干，得到所述有机分子修饰的富锂材料。

可选地，步骤S1包括：

S1-1：以硫酸镍和硫酸锰为原料，制备混金溶液；

S1-2：配制碳酸钠溶液；

S1-3：将所述混金溶液与所述碳酸钠溶液同时泵入反应釜中，于pH在8.2条件下反应后，进行抽滤，得到固体中间产物；

S1-4：将所述固体中间产物中加入碳酸锂，于450℃烧结5小时，900℃烧结12小时，得到所述富锂材料。

可选地，混金溶液中所述硫酸镍与所述硫酸锰的浓度的和为1mol/L，所述硫酸镍与所述硫酸锰的摩尔比为3:1；所述碳酸钠溶液的浓度为1mol/L。

可选地，步骤S1-3中的反应时间为12小时。

可选地，步骤S2中所述含巯基的有机分子包括包括巯基苯并噻唑；所述含巯基的有机分子的乙醇溶液的浓度范围为0.001mol/L～0.1mol/L；所述含巯基的有机分子的乙醇溶液的体积为10mL；所述富锂材料的加入量为0.2～0.3g。

可选地，步骤S2中进行搅拌的时间为3～6h。