[发明专利]一种表面复合包覆的富锂材料及其制备方法

权利要求书

1.一种表面复合包覆的富锂材料，其特征在于，所述表面复合包覆的富锂材料为在富锂材料的表面包覆含金属和硫的化合物而形成的复合材料，所述含金属和硫的化合物为金属氧化物和硫酸锂；

所述富锂材料为Li₁+_xMn_yM_zA_wO_r，其中M为Ni、Co、A1、Mg、Ti、Fe、Cu、Cr、Mo、Zr、Ru和Sn中的至少一种，A为S、P、B和F中的至少一种，且0＜x≤1，0＜y≤1，0 ≤z＜1，0≤w≤0.2，1.8≤ r ≤ 3；

所述金属氧化物为Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Co、Fe、Cu、Zn、Zr、Mo中1种或2种以上的组合对应的氧化物；

所述表面复合包覆的富锂材料的制备方法，至少包括以下步骤：

（1）将金属化合物与含硫的铵盐同时预包覆在富锂材料表面，或直接将金属硫酸盐预包覆在富锂材料表面；所述含硫的铵盐为硫酸铵、过硫酸铵、硫代硫酸铵中1种或2种以上的组合；所述金属硫酸盐为Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo中1种或2种以上的组合所形成的硫酸盐；

（2）将步骤（1）所得预包覆后的富锂材料进行热处理得到表面复合包覆的富锂材料；

步骤（2）中热处理的温度为450-800℃，时间为10min-20h。

2.根据权利要求1所述的表面复合包覆的富锂材料，其特征在于，所述含金属和硫的化合物的包覆层的质量占整个复合材料的0.5-10％；

包覆层中金属氧化物与硫酸锂之间的质量比为1:0.1~10。

3.一种权利要求1-2任一项所述表面复合包覆的富锂材料的制备方法，至少包括以下步骤：

（1）将金属化合物与含硫的铵盐同时预包覆在富锂材料表面，或直接将金属硫酸盐预包覆在富锂材料表面；

（2）将步骤（1）所得预包覆后的富锂材料进行热处理得到表面复合包覆的富锂材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述金属化合物为Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Co、Fe、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo中1种或2种以上的组合对应的氧化物、碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐；

所述金属硫酸盐为Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo中1种或2种以上的组合所形成的硫酸盐；

所述金属化合物的质量为富锂材料的0.1%~10%；含硫的铵盐的质量为所述富锂材料的0.1%~10%；

所述金属硫酸盐的质量为富锂材料的0.1%~10%；

预包覆利用固相法或液相法进行。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述液相法为：（a）将可溶的金属化合物与含硫的铵盐同时溶于适当溶剂中，或直接将可溶的金属硫酸盐溶于适当溶剂中；（b）将富锂材料分散在上述溶液中，蒸干溶剂；

步骤（a）中溶剂为水和/或乙醇；

步骤（b）中蒸干溶剂在60-100℃下进行。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述固相法为：将固体金属化合物、含硫的铵盐、富锂材料和适量溶剂进行球磨混合，或将固体金属硫酸盐、富锂材料和适量溶剂进行球磨混合；

球磨在球磨机中进行；

球磨的转速为200~800r/min，球磨时间为2~20h，球料重量比为3~20:1；

或所述固相法为：将固体金属化合物、含硫的铵盐与富锂材料进行高速搅拌混合，或将固体金属硫酸盐与富锂材料进行高速搅拌混合；

高速搅拌混合在高速混料机中进行；

高速搅拌混合的转速为500~10000r/min，混合时间为1~20h。

7.一种锂离子电池的正极，其含有权利要求1-2任一项所述的表面复合包覆的富锂材料。

8.一种锂离子电池，其包括权利要求7所述的锂离子电池的正极。