【技术实现步骤摘要】
本申请涉及新能源材料，具体涉及一种正极材料及其制备方法、电化学装置。
技术介绍
1、近年来，新能源汽车不断的技术革新对电池的安全性和长续航性能提出了更高的要求。电池结构中主要由正极材料提供能量，高镍正极材料(镍含量超6成)，和其他低镍、中镍三元材料相比，具有能量密度高、价格低廉等优点，是最具有应用前景的电池正极材料之一。
2、然而，高镍正极材料目前仍存在表面残碱含量较高、内阻较大、倍率性能不佳、容量较低、循环性能较差以及热稳定性差等问题。针对以上问题，需要对高镍正极材料进行改性处理以提高综合性能，然而，目前的改性方法工艺复杂，而且会用到大量的有机溶剂，产品中的溶剂残留难以去除，不利于大规模生产，另外，现有的改性方法在性能提升方面依然不理想。
技术实现思路
1、鉴于此，为了解决以上技术问题中的至少之一，本申请实施例提供了一种正极材料。
2、另，本申请实施例还提供了一种前述正极材料的制备方法、以及应用该正极材料的电化学装置。
3、本申请实施例提供了一种正极材料，该正极材料包括基体和依次包覆于所述基体表面的第一包覆层和第二包覆层，其中，所述基体为镍钴锰三元正极材料，镍元素的摩尔含量≥0.6，所述第一包覆层含有固态电解质和钴元素，所述第二包覆层含有硼元素。
4、在一些可能的实施例中，至少部分所述钴元素掺杂进入所述基体中；至少部分所述固态电解质嵌入所述基体中。
5、在一些可能的实施例中，所述基体与所述钴元素的质量比为1：(0.001
6、所述基体与所述固态电解质的质量比为1：(0.001～0.04)。
7、在一些可能的实施例中，所述固态电解质具有如下特征中的至少一者：
8、(1)所述固态电解质包括氧化物电解质、硫化物电解质、氟化物电解质、磷酸盐电解质以及聚合物电解质中的至少一种；
9、(2)所述氧化物电解质包括锂镧锆氧；
10、(3)所述固态电解质包括掺杂金属元素m的锂镧锆氧，所述金属元素m包括al、ta、nb、sr、mn、ni、ca、ba、mg、ga、se、mo、sn、ge、v、ta以及cu中的至少一种。
11、本申请实施例还提供了一种正极材料的制备方法，包括：
12、将镍钴锰三元正极材料的基体、固态电解质和钴源进行一次混合，得到第一混合物料；
13、将所述第一混合物料进行一次烧结，得到烧结物料；
14、将所述烧结物料和硼源进行二次混合，得到第二混合物料；以及
15、将所述第二混合物料进行二次烧结，得到所述正极材料。
16、在一些可能的实施例中，所述基体、所述固态电解质与所述钴源中钴的质量比为1：(0.001～0.04)：(0.001～0.04)；及/或
17、所述硼源中硼占所述第二混合物料的质量百分比为0.05％～0.5％。
18、在一些可能的实施例中，所述一次烧结的温度为400℃～800℃，所述一次烧结的时间为5h～15h；
19、所述二次烧结的温度为200℃～400℃，所述二次烧结的时间为5h～15h；
20、所述固态电解质、钴源以及硼源均为纳米级颗粒。
21、在一些可能的实施例中，所述固态电解质具有如下特征中的至少一者：
22、(1)所述固态电解质包括氧化物电解质、硫化物电解质、氟化物电解质、磷酸盐电解质以及聚合物电解质中的至少一种；
23、(2)所述氧化物电解质包括锂镧锆氧；
24、(3)所述固态电解质包括掺杂金属元素m的锂镧锆氧，所述金属元素m包括al、ta、nb、sr、mn、ni、ca、ba、mg、ga、se、mo、sn、ge、v、ta以及cu中的至少一种。
25、另，本申请实施例还提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，其中所述正极极片包括正极材料，所述正极材料为前述正极材料。
26、相较于现有技术，本申请实施例提供的高镍三元正极材料，在正极材料的基体表面形成了第一包覆层和第二包覆层，双包覆层一方面有效降低了正极材料的内阻和残碱，提升了正极材料的比容量，另一方面还改善了正极材料的高温性能。其中，第一包覆层中的钴元素可以与基体表面残留的锂发生化学反应生成钴酸锂，有效降低正极材料的内阻和残碱量；第一包覆层中的固态电解质具有良好离子电导率，增加了正极材料中锂离子脱嵌速率，降低了正极材料电化学阻抗，进一步提升了正极材料高倍率下的比容量，提高了正极材料的界面稳定性。第二包覆层为均匀致密的硼包覆层，该包覆层有效减少了基体和电解液的接触，避免了基体中正极活性物质的损失，从而进一步提高了正极材料的比容量和稳定性。
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1.一种正极材料，其特征在于，包括基体和依次包覆于所述基体表面的第一包覆层和第二包覆层，其中，所述基体为镍钴锰三元正极材料，镍元素的摩尔含量≥0.6，所述第一包覆层含有固态电解质和钴元素，所述第二包覆层含有硼元素。
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，至少部分所述钴元素掺杂进入所述基体中。
3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，至少部分所述固态电解质嵌入所述基体中。
4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述基体与所述钴元素的质量比为1：(0.001～0.04)；
5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述固态电解质具有如下特征中的至少一者：
6.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述基体、所述固态电解质与所述钴源中钴的质量比为1：(0.001～0.04)：(0.001～0.04)；及/或
8.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述一次烧结的温度为400℃～800℃，所述一次烧结的
9.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述固态电解质具有如下特征中的至少一者：
10.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，其中所述正极极片包括正极材料，所述正极材料为如权利要求1至5中任一项所述的正极材料或如权利要求6至9中任一项所述的正极材料的制备方法制备的正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，包括基体和依次包覆于所述基体表面的第一包覆层和第二包覆层，其中，所述基体为镍钴锰三元正极材料，镍元素的摩尔含量≥0.6，所述第一包覆层含有固态电解质和钴元素，所述第二包覆层含有硼元素。
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，至少部分所述钴元素掺杂进入所述基体中。
3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，至少部分所述固态电解质嵌入所述基体中。
4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述基体与所述钴元素的质量比为1：(0.001～0.04)；
5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述固态电解质具有如下特征中的至少一者：
6.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘清阳，秦锦，赵云虎，张新龙，
申请(专利权)人：南通瑞翔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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