【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，尤其是涉及一种三元正极材料及其制备方法、正极极片和电池。
技术介绍
1、锂离子电池是目前应用最为广泛的电化学动力源，由于正极材料对锂离子电池的性能有着至关重要的影响，因此许多研究人员致力于研究高容量、循环寿命长的正极材料。
2、提高三元正极材料中的镍元素在非锂金属元素中的摩尔占比，虽然可以一定程度提高锂离子电池的比容量，但是在循环充放电过程中，由于氧析出与不均相的存在，导致三元正极材料内部热应力逐渐累加，易促使微裂纹的形成。同时，随着条件下充放电的次数的增加，材料的晶格发生变化，伴随着体积的膨胀而加速微裂纹的生成与扩展，而微裂纹会沿着材料与电解质之间的反应区域扩大，并加速活性颗粒的粉化以及电解质材料的分解，恶化了三元正极材料的循环性能，这种趋势在镍元素的摩尔占比≥90%的情况下尤为明显。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种三元正极材料及其制备方法、正极极片和电池，以提高该三元正极材料的循环性能。
2、本申请的第一方面，提供一种三元正极材料，包括多晶颗粒，所述多晶颗粒包括内核c1、包覆所述内核c1至少部分表面的第一包覆层d1以及包覆所述第一包覆层d1至少部分表面的第二包覆层e1，所述内核c1包含化学式为lii1nia1cob1mnc1ald1nbe1mgf1srg1o2的材料，其中，1≤i1≤1.1，0.9≤a1＜1，0.01≤b1≤0.06，0.01≤c1≤0.04，0＜d1≤0.003，0＜e1≤0.003，0＜f1≤0.003，0＜
3、在一些实施方式中，所述第一包覆层d1包含licoo2，所述第二包覆层e1包含li2o–libo2和li2o–lialo2–libo2。
4、在一些实施方式中，所述第一包覆层d1中的co元素在所述多晶颗粒中的质量含量为10000ppm~30000ppm。
5、在一些实施方式中，所述第二包覆层e1中的b元素在所述多晶颗粒中的质量含量为500ppm~2000ppm。
6、在一些实施方式中，所述第一包覆层d1中的co元素与所述第二包覆层e1中的b元素的摩尔比为5:1~30:1。
7、在一些实施方式中，所述第二包覆层e1中的b元素与所述第二包覆层e1中的al元素的摩尔比为1:4~4:1。
8、在一些实施方式中，所述多晶颗粒的一次颗粒沿所述内核c1的中心呈放射状排布。
9、在一些实施方式中，所述多晶颗粒的粒度分布的跨度＞1。
10、在一些实施方式中，所述多晶颗粒的体积平均粒径dv50为8μm~20μm。
11、在一些实施方式中，所述三元正极材料在258mpa下的粉末压实密度≥3.65g/cm3。
12、在一些实施方式中，所述三元正极材料还包括单晶颗粒，所述单晶颗粒包括内核c2、包覆所述内核c2至少部分表面的第一包覆层d2以及包覆所述第一包覆层d2至少部分表面的第二包覆层e2，所述内核c2包含化学式为lii2nia2cob2mnc2ald2nbe2mgf2srg2o2的材料，其中，1≤i2≤1.1，0.9≤a2＜1，0.01≤b2≤0.06，0.01≤c2≤0.04，0＜d2≤0.003，0＜e2≤0.003，0＜f2≤0.003，0＜g2≤0.003，a2+b2+c2+d2+e2+f2+g2=1，所述第一包覆层d2中含有co元素，所述第二包覆层e2中含有b元素和al元素。
13、在一些实施方式中，所述第一包覆层d2包含licoo2，所述第二包覆层e2包含li2o–libo2和li6al2b4o12。
14、在一些实施方式中，所述第一包覆层d2中的co元素在所述单晶颗粒中的质量含量为10000ppm~30000ppm。
15、在一些实施方式中，所述第二包覆层e2中的b元素在所述单晶颗粒中的质量含量为500ppm~2000ppm。
16、在一些实施方式中，所述第一包覆层d2中的co元素与所述第二包覆层e2中的b元素的摩尔比为5:1~30:1。
17、在一些实施方式中，所述第二包覆层e2中的b元素与所述第二包覆层e2中的al元素的摩尔比为1:4~4:1。
18、在一些实施方式中，所述单晶颗粒的粒度分布的跨度＞1。
19、在一些实施方式中，所述单晶颗粒的体积平均粒径dv50为1μm~5μm。
20、在一些实施方式中，所述单晶颗粒与所述多晶颗粒的质量比为1:9~4:6。
21、本申请的第二方面，提供一种三元正极材料的制备方法，所述制备方法包括制备多晶颗粒的步骤；
22、所述制备多晶颗粒的步骤包括：
23、将多晶颗粒前驱体、第一锂源、第一铝源、第一铌源、第一镁源和第一锶源混合，经过第一烧结处理，得到多晶颗粒的内核c1；
24、将所述内核c1和第一钴源混合，经过第二烧结处理，以在所述内核c1的至少部分表面形成第一包覆层d1，得到第一中间体；
25、将所述第一中间体、第一硼源和第二铝源混合，经过第三烧结处理，以在所述第一包覆层d1的至少部分表面形成第二包覆层e1，得到所述多晶颗粒；
26、所述内核c1包含化学式为lii1nia1cob1mnc1ald1nbe1mgf1srg1o2的材料，其中，1≤i1≤1.1，0.9≤a1＜1，0.01≤b1≤0.06，0.01≤c1≤0.04，0＜d1≤0.003，0＜e1≤0.003，0＜f1≤0.003，0＜g1≤0.003，a1+b1+c1+d1+e1+f1+g1=1，所述第一包覆层d1中含有co元素，所述第二包覆层e1中含有b元素和al元素。
27、在一些实施方式中，所述制备方法还包括制备单晶颗粒的步骤；
28、所述制备单晶颗粒的步骤包括：
29、将单晶颗粒前驱体、第二锂源、第三铝源、第二铌源、第二镁源和第二锶源混合，经过第四烧结处理，得到单晶颗粒的内核c2；
30、将所述内核c2和第二钴源混合，经过第五烧结处理，以在所述内核c2的至少部分表面形成第一包覆层d2，得到第二中间体；
31、将所述第二中间体、第二硼源和第四铝源混合，经过第六烧结处理，以在所述第一包覆层d2的至少部分表面形成第二包覆层e2，得到所述单晶颗粒；
32、所述内核c2包含化学式为lii2nia2cob2mnc2ald2nbe2mgf2srg2o2的材料，其中，1≤i2≤1.1，0.9≤a2＜1，0.01≤b2≤0.06，0.01≤c2≤0.04，0＜d2≤0.003，0＜e2≤0.003，0＜f2≤0.003，0＜g2≤0.003，a2+b2+c2+d2+e2+f2+g2=1，所述第一包覆层d2中含有co元素，所述第二包覆层e2中含有b元素和al元素本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三元正极材料，其特征在于，包括多晶颗粒，所述多晶颗粒包括内核C1、包覆所述内核C1至少部分表面的第一包覆层D1以及包覆所述第一包覆层D1至少部分表面的第二包覆层E1，所述内核C1包含化学式为Lii1Nia1Cob1Mnc1Ald1Nbe1Mgf1Srg1O2的材料，其中，1≤i1≤1.1，0.9≤a1＜1，0.01≤b1≤0.06，0.01≤c1≤0.04，0＜d1≤0.003，0＜e1≤0.003，0＜f1≤0.003，0＜g1≤0.003，a1+b1+c1+d1+e1+f1+g1=1，所述第一包覆层D1中含有Co元素，所述第二包覆层E1中含有B元素和Al元素。
2.根据权利要求1所述的三元正极材料，其特征在于，所述第一包覆层D1包含LiCoO2，所述第二包覆层E1包含Li2O–LiBO2和Li2O–LiAlO2–LiBO2。
3.根据权利要求1所述的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料具备如下特征(1)~(8)中的至少一个：
4.根据权利要求1至3任一项所述的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料还包括单晶颗粒，所述单晶颗
5.根据权利要求4所述的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料具备如下特征(1)~(7)中的至少一个：
6.一种三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制备多晶颗粒的步骤；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括制备单晶颗粒的步骤；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下条件(1)~(13)中的至少一个：
9.一种正极极片，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的三元正极材料以及权利要求6至8任一项所述的制备方法制得的三元正极材料中的至少一种。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料，其特征在于，包括多晶颗粒，所述多晶颗粒包括内核c1、包覆所述内核c1至少部分表面的第一包覆层d1以及包覆所述第一包覆层d1至少部分表面的第二包覆层e1，所述内核c1包含化学式为lii1nia1cob1mnc1ald1nbe1mgf1srg1o2的材料，其中，1≤i1≤1.1，0.9≤a1＜1，0.01≤b1≤0.06，0.01≤c1≤0.04，0＜d1≤0.003，0＜e1≤0.003，0＜f1≤0.003，0＜g1≤0.003，a1+b1+c1+d1+e1+f1+g1=1，所述第一包覆层d1中含有co元素，所述第二包覆层e1中含有b元素和al元素。
2.根据权利要求1所述的三元正极材料，其特征在于，所述第一包覆层d1包含licoo2，所述第二包覆层e1包含li2o–libo2和li2o–lialo2–libo2。
3.根据权利要求1所述的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料具备如下特征(1)~(8)中的至少一个：
4.根据权利要求1至3任一项所述的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料还包括单晶颗粒，所述单晶颗粒包括内核c2、包覆所述内核c2至少部分表面的第一包覆层d2以及包覆所述第一包覆层d2至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，吉长印，吕菲，徐宁，
申请(专利权)人：天津巴莫科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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