[发明专利]磷酸铁锂/硫碳复合正极材料及其制备方法、锂离子电池正极和锂离子电池

权利要求书

1.一种磷酸铁锂/硫碳复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，将硫单质分散到溶剂中；

步骤2，向步骤1所得到的溶液中加入导电炭黑或石墨烯，并超声搅拌8-12小时，得到混合溶液；

步骤3，将所述混合溶液在50-160℃进行第一热处理，去除溶剂，得到硫碳复合物；

步骤4，将磷酸铁锂前驱体和所述硫碳复合物进行湿法球磨混合，并喷雾干燥，得到磷酸铁锂/硫碳复合材料前驱体；

步骤5，将所述磷酸铁锂/硫碳复合材料前驱体在保护气体中进行第二热处理8-12h，得到磷酸铁锂/硫碳复合正极材料；

步骤1中，所述溶剂为四氢呋喃、甲苯、邻二甲苯、二硫化碳的一种或者多种；

步骤4中，所述磷酸铁锂前驱体与硫碳复合物的质量比为100-10:1；

步骤5中，所述第二热处理的温度为500-800℃；

所述磷酸铁锂前驱体采用无水磷酸铁和碳酸锂球磨、微波干燥并惰性气体保护高温固相合成。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述硫单质和所述导电炭黑的用量之比为1-65：1。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述硫单质与所述溶剂的用量之比为1：20-200。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述导电炭黑为乙炔黑。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述第一热处理的时间为12-24h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述硫碳复合物的粒度为40-100 nm。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿法球磨的条件包括：球磨时间为30min-120min，球磨的转速为400-700r/min，固含量为40wt%-60wt%。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述保护气体为在所述第二热处理的条件下，不与所述磷酸铁锂/硫碳复合正极材料前驱体发生反应的气体。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氮气和惰性气体中的至少一种。

10.一种权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得的磷酸铁锂/硫碳复合正极材料，其特征在于，以所述磷酸铁锂/硫碳复合正极材料的总量为基准，所述磷酸铁锂/硫碳复合正极材料包含80wt%-94wt%的磷酸铁锂、5wt%-15wt%的硫元素和1wt%-5wt%的碳元素。

11.根据权利要求10所述的磷酸铁锂/硫碳复合正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂/硫碳复合正极材料的压实密度达到1.65mg/cm³以上。

12.一种锂离子电池正极，其特征在于，所述锂离子电池正极含有权利要求10或11所述的磷酸铁锂/硫碳复合正极材料、导电剂及粘结剂。

13.根据权利要求12所述的锂离子电池正极，其特征在于，所述磷酸铁锂/硫碳复合正极材料、所述导电剂和所述粘结剂的质量比为（90-98）:（1-6:）（1-4）。

14.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极为权利要求12或13所述的锂离子电池正极。