[发明专利]一种FeS2

说明书

本发明提供了一种FeS₂基复合正极材料及其制备方法和锂二次电池，该FeS₂基复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：将六水合硝酸钴和二硫化铁加入甲醇溶液中，搅拌混匀，得混合溶液；将2‑甲基咪唑的甲醇溶液滴加到混合溶液中，边滴加边搅拌，滴加结束后，继续搅拌20‑30h，静置，然后依次经过抽滤、洗涤和烘干，得粉末；将粉末在惰性气体氛围下煅烧，然后冷却降温，制得。该FeS₂基复合正极材料可有效解决现有的FeS₂基正极材料存在的容量衰减速度快的问题。

技术领域

本发明属于锂二次电池正极材料领域，具体涉及一种FeS₂基复合正极材料及其制备方法和锂二次电池。

背景技术

Fe资源丰富，价格便宜，硫化铁是性能良好的电极材料。Eveready公司推出的AA型Li/FeS₂一次电池容量可达2900mAh。FeS₂一次电池放电平台为 1.5V，室温0.2mA/cm²电流密度下正极放电容量达880mAh/g，可与碱锰电池、镍氢、镍镉、锌银电池互换使用。其放电平台平稳、储存寿命长、安全性能优良。电流密度增大、温度降低都会使放电容量显著下降。FeS₂作为二次锂电池正极材料，充电电压平台在1.8、2.4V，放电电压平台在2.1和1.5V。在首次循环之后，Li-FeS₂电池将变成Li-FeS_y及Li-S电池。由于多硫化物的穿梭效应、活性物质在转化反应过程中的体积变化以及电绝缘性生成产物Li₂S/S的较差反应动力学，导致FeS₂在有机溶剂的液态电解液中表现出较差的电化学性能。

二硫化铁作为二次电池的正极材料，不仅价格便宜，而且理论容量高达 894mAh/g，具有巨大潜力。但目前仍存在容量快速衰减的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种FeS₂基复合正极材料及其制备方法和锂二次电池，该FeS₂基复合正极材料可有效解决现有的FeS₂基正极材料存在的容量衰减速度快的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种FeS₂基复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将六水合硝酸钴和二硫化铁加入甲醇溶液中，搅拌混匀，得混合溶液；

(2)将2-甲基咪唑的甲醇溶液滴加到步骤(1)的混合溶液中，边滴加边搅拌，滴加结束后，继续搅拌20-30h，静置，然后依次经过抽滤、洗涤和烘干，得粉末；

(3)将步骤(2)中粉末在惰性气体氛围下煅烧，然后冷却降温，制得。

进一步地，步骤(1)的混合溶液中六水合硝酸钴和二硫化铁的质量比为 1:1.25-5。

进一步地，步骤(1)的混合溶液中六水合硝酸钴和二硫化铁的质量比为 1:1.25。

进一步地，步骤(1)中所述二硫化铁的粒径为微米级或纳米级。

进一步地，步骤(2)中2-甲基咪唑的滴加速度小于2mL/min，搅拌速度为 300-500r/min。

进一步地，步骤(2)中六水合硝酸钴和2-甲基咪唑按照1:4的摩尔比混合。

进一步地，步骤(3)中的煅烧温度为400-500℃，煅烧时间为1-3h。

进一步地，步骤(3)中的煅烧温度为450℃，煅烧时间为3h。

通过上述方法制备得到FeS₂基复合正极材料。