[发明专利]一种锂离子有机正极材料、制备方法及应用

说明书

本发明涉及涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体来说是一种锂离子有机正极材料、制备方法及应用，所述锂离子有机正极材料为靛蓝二磺酸锂正极材料，所述靛蓝二磺酸锂正极材料表面还包覆有碳，所述靛蓝二磺酸锂的制备方法为磺化法或合成法。本发明不仅首次制备得到了靛蓝二磺酸锂正极材料，且提供了靛蓝二磺酸锂正极材料的制备方法，并且通过反溶剂法制得靛蓝二磺酸锂亚微米颗粒，最后经过碳包覆法制备得到了碳包覆的靛蓝二磺酸锂正极材料，碳包覆的靛蓝二磺酸锂正极材料具有优异的导电性能和结构稳定性，能够被应用于锂离子电池中。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体来说是一种锂离子有机正极材料、制备方法及应用。

背景技术

随着新能源材料的研究的不断深入，有机正极材料的研究得到了进一步的重视，开发高能量密度的锂离子电池是重点研究的方向，正极材料的不同特性极大地影响到锂离子电池的性能，有机物正极材料相比于无机正极材料，具有理论比容量高、原料丰富、环境友好、结构可设计性强和体系安全的优点。

现有技术的正极材料在实际应用中会发生部分溶解的现象，从而造成有机正极材料的百分含量发生变化，并且随着充放电的进行，材料内部的外观形貌会不断发生变化，致使产生循环稳定性能不佳等多种缺陷，因此获取具有循环稳定性高且结构稳定的有机正极材料是人们不断探索和寻求的目标。

发明内容

针对上述现有技术的存在的不足，本发明的目的是提供了一种锂离子有机正极材料、制备方法及应用，本发明不仅首次制备得到了靛蓝二磺酸锂正极材料，且提供了靛蓝二磺酸锂正极材料的制备方法，再通过反溶剂法制得靛蓝二磺酸锂亚微米颗粒，最后经过碳包覆法制备得到了碳包覆的靛蓝二磺酸锂正极材料，碳包覆的靛蓝二磺酸锂正极材料具有优异的导电性能和结构稳定性，且能够被应用于锂离子电池中。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子有机正极材料，所述锂离子有机正极材料为靛蓝二磺酸锂正极材料，所述靛蓝二磺酸锂的结构式为：

优选的，所述靛蓝二磺酸锂正极材料表面还包覆有碳。

本发明还保护了锂离子有机正极材料的制备方法，所述靛蓝二磺酸锂正极材料由磺化法或合成法制成。

优选的，采用磺化法制备所述靛蓝二磺酸锂正极材料的过程如下：

(1)靛蓝二磺酸的制备：向靛蓝中以2mL/min的速率滴加发烟硫酸并搅拌反应30-50min后，得到靛蓝二磺酸；

其中，发烟硫酸中三氧化硫的质量分数为20％，且靛蓝的质量与发烟硫酸的体积之比为1:0.5-2；

(2)将步骤(1)制备得到的靛蓝二磺酸加去离子水稀释后加入碳酸锂，搅拌反应至无气泡产生后继续搅拌10-15min，经乙醇洗涤、过滤、干燥后，得靛蓝二磺酸锂；

其中，发烟硫酸与碳酸锂的质量比为1:0.75-1。

优选的，采用磺化法制备所述靛蓝二磺酸锂正极材料的过程如下：

(1)靛蓝二磺酸的制备：向靛蓝中以2mL/min的速率滴加发烟硫酸并搅拌反应30-50min后，得到靛蓝二磺酸；

其中，发烟硫酸中三氧化硫的质量分数为20％，且靛蓝的质量与发烟硫酸的体积之比为1:0.5-2；

(2)在步骤(1)制备得到的靛蓝二磺酸中加入氢氧化锂饱和溶液，搅拌反应10-20min后，经过滤、水洗、干燥，得靛蓝二磺酸锂；

其中，靛蓝二磺酸与氢氧化锂饱和溶液的体积之比为1：3.5-4。

优选的，采用合成法制备所述靛蓝二磺酸锂正极材料的过程如下：