【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及正极材料领域，具体地，涉及一种三元正极材料及其制备方法、电池。
技术介绍
1、在全球碳中和的背景下，各国都在加速发展绿色新能源。锂离子电池作为电能的储存与释放装置，在新能源的发展当中具有举足轻重的地位。
2、锂离子电池中三元正极材料镍钴锰酸锂因为具有放电容量高、生产成本低、层状结构稳定、热稳定性好等优点，被认为是当前最可能广泛应用的动力电池正极材料。但还存在容量保持率低、不可逆相变大、循环性能差、高温热稳定性能差等问题，表面包覆工艺被认为是一种简便有效地提高材料多项性能的方法。常见的包覆元素主要有al、b、mg、w、zr、ti等，其中w的氧化物即wo3为酸性氧化物，可以中和正极材料表面残碱，并且在表面形成的w化合物可以有效保护正极材料免受电解液侵蚀，提高正极材料的抗压强度，提升正极材料的循环性能。且wo3与残碱生成的li2wo4具有一定的离子电导性，可以增加正极材料的离子电导率，提升倍率性能。
3、目前wo3包覆一般采用干涂工艺，干涂工艺虽然操作简单，但是涂层均匀性难以保证。包覆层均匀度低，不能有效保护正极材料免受电解液侵蚀，不能有效提高正极材料的抗压强度，同时不能有效中和正极材料表面残碱，最终不能有效提升循环性能。
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的包括提供一种三元正极材料及其制备方法、电池，增加三元正极材料的抗压强度，降低表面残碱含量，提高循环性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术在
3、所述三元正极材料沿所述垂直于三元正极材料表面指向内部的方向的深度为50nm处累积的钨元素含量为所述三元正极材料的总钨元素含量的60%-90%；
4、所述三元正极材料沿所述垂直于三元正极材料表面指向内部的方向的深度为100nm处累积的钨元素含量为所述三元正极材料的总钨元素含量的80%-95%。
5、在一些实施方式中，所述三元正极材料满足：30%≤(dv10-dv10')/dv10×100%≤55%；
6、和/或，所述三元正极材料满足：15%≤(dv50-dv50')/dv50×100%≤25%；
7、和/或，所述三元正极材料满足：8%≤(dv90-dv90')/dv90×100%≤20%；
8、其中，dv10、dv50和dv90分别为所述三元正极材料的体积累积分布达10%、50%、90%时对应的粒度，单位为μm；dv10'、dv50'和dv90'分别为所述三元正极材料经30kn压力压制后的体积累积分布达10%、50%、90%时对应的粒度，单位为μm。
9、第二方面本专利技术提供一种三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
10、将三元活性材料和氯化钨经气相沉积反应，得到三元正极材料前躯体；
11、将所述三元正极材料前驱体氧化，得到三元正极材料。
12、在一些实施方式中，所述气相沉积反应包括：将所述三元活性材料平铺于管式反应器靠近排气管的一侧，将所述氯化钨置于瓷舟内并放置于所述管式反应器靠近进气口的一侧，往所述管式反应器中通入惰性气体，再对所述管式反应器抽真空；转动所述管式反应器，并在第一反应温度进行第一反应后，得到三元正极材料前驱体。
13、在一些实施方式中，所述氧化包括：依次往所述管式反应器内通入惰性气体和氧气，在第二反应温度进行第二反应后，得到三元正极材料。
14、在一些实施方式中，所述氯化钨为wcl6和wcl5中的至少一种；和/或，所述惰性气体为n2、ar和he中的至少一种。
15、在一些实施方式中，所述三元活性材料和氯化钨的质量比为100:1.5-2.5。
16、在一些实施方式中，所述抽真空是指使所述管式反应器内真空度为-0.09mpa~-0.05mpa；
17、和/或，所述转动的转速为10~60rpm。
18、在一些实施方式中，所述第一反应温度包括所述管式反应器中氯化钨所在区域温度t1、三元活性材料所在区域温度t2和其余区域温度t3；所述第二反应温度包括一段反应温度t4和二段反应温度t5；所述第二反应包括在所述一段反应温度t4的一段反应和在所述二段反应温度t5的二段反应；
19、其中，所述温度t1为280℃~400℃；
20、和/或，所述温度t2为150℃~300℃；
21、和/或，所述温度t3为250℃~400℃；
22、和/或，所述第一次反应的时间为1~5h；
23、和/或，所述温度t4为150℃~300℃；
24、和/或，所述温度t5为300℃~700℃；
25、和/或，所述第二次反应中一段反应时间为0.5~2h；
26、和/或，所述第二次反应中二段反应时间为0.5~2.5h。
27、第三方面本专利技术提供一种电池，所述电池包括第一方面所述三元正极材料，或第二方面所述三元正极材料的制备方法得到的三元正极材料。
28、本专利技术的有益效果包括：
29、本专利技术提供的三元正极材料中钨元素主要分布在垂直于三元正极材料表面指向内部的方向的深度为100nm的范围内，能有效增加三元正极材料的抗压强度；三元活性材料外表面的钨元素物质包括氧化钨和钨酸锂，形成的钨酸锂消耗了三元活性材料表面的残锂，降低了三元正极材料表面的残锂含量，从而提高正极材料的循环性能。
30、本专利技术提供的三元正极材料的制备方法中，通过将熔点低的氯化钨沉积在三元活性材料表面，再利用氧化反应将氯化钨氧化为氧化钨，得到三元正极材料，降低热量消耗的同时使钨元素均匀分布在三元正极材料表面。
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1.一种三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料的钨元素含量沿垂直于三元正极材料表面指向内部的方向逐渐减少；
2.根据权利要求1所述的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料满足：30%≤(Dv10-Dv10')/Dv10×100%≤55%；
3.一种根据权利要求1或2所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述气相沉积反应包括：将所述三元活性材料平铺于管式反应器靠近排气管的一侧，将所述氯化钨置于瓷舟内并放置于所述管式反应器靠近进气口的一侧，往所述管式反应器中通入惰性气体，再对所述管式反应器抽真空；转动所述管式反应器，并在第一反应温度进行第一反应后，得到三元正极材料前驱体。
5.根据权利要求4所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化包括：依次往所述管式反应器内通入惰性气体和氧气，在第二反应温度进行第二反应后，得到三元正极材料。
6.根据权利要求3-5任一所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述氯化钨为WCl6和WCl5中的至
7.根据权利要求4或5所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述三元活性材料和氯化钨的质量比为100:1.5-2.5。
8.根据权利要求4所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述抽真空是指使所述管式反应器内真空度为-0.09MPa~-0.05MPa；
9.根据权利要求5所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一反应温度包括所述管式反应器中氯化钨所在区域温度T1、三元活性材料所在区域温度T2和其余区域温度T3；所述第二反应温度包括一段反应温度T4和二段反应温度T5；所述第二反应包括在所述一段反应温度T4的一段反应和在所述二段反应温度T5的二段反应；
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1-2任一所述三元正极材料，或权利要求3-9任一所述三元正极材料的制备方法得到的三元正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料的钨元素含量沿垂直于三元正极材料表面指向内部的方向逐渐减少；
2.根据权利要求1所述的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料满足：30%≤(dv10-dv10')/dv10×100%≤55%；
3.一种根据权利要求1或2所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述气相沉积反应包括：将所述三元活性材料平铺于管式反应器靠近排气管的一侧，将所述氯化钨置于瓷舟内并放置于所述管式反应器靠近进气口的一侧，往所述管式反应器中通入惰性气体，再对所述管式反应器抽真空；转动所述管式反应器，并在第一反应温度进行第一反应后，得到三元正极材料前驱体。
5.根据权利要求4所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化包括：依次往所述管式反应器内通入惰性气体和氧气，在第二反应温度进行第二反应后，得到三元正极材料。
...【专利技术属性】
技术研发人员：林波，阮丁山，张莹娇，刘伟健，方敏，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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