【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，涉及一种高镍正极材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、近年来，随着新能源汽车行业等的高速发展，锂离子电池需求快速增长，尤其是对高能量密度锂离子电池需求量快速增长。为满足市场对电池能量密度的需求，提容被视为高镍三元材料开发的必然方向。
2、但随着高镍材料(ni≥93％)的镍含量提升，其高电压下相变加剧，副反应增加，循环显著恶化。现有技术多使用掺杂、包覆手段改善。通过掺杂稀有高价金属烧结稳定材料结构，例如cn111994967a公开了一种高镍三元锂离子电池正极材料的制备及钛元素掺杂改性的方法，包括：将金属盐溶液a与沉淀剂b滴定到络合剂c中制成三元前驱体；经过高压搅拌后进行一次烧结，得到高镍三元正极材料；将钛源材料制成溶胶后，加入高镍三元材料进行掺杂，后进行二次烧结，得到钛掺杂的高镍三元材料。
3、或者，通过表面包覆化合物减少表面材料与电解液副反应，提升循环性能。例如cn114853089b公开了一种硼酸镁包覆的高镍三元正极材料及其制备方法，该方法首先将锂源和三元前驱体混合均匀，在氧气气氛下高温条件下烧结，然后冷却至室温，粉碎过筛，得到一次烧结料粉末；将烧结料粉末和硼酸镁混合均匀，在高温条件下包覆烧结，冷却至室温，得到硼酸镁包覆的高镍三元正极材料。
4、但是，仅依靠单一掺杂和包覆工艺，对循环效果改善有限，且掺杂稀有金属成本较高，因此，亟需提供一种方案，解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种高镍正极材料，所述高镍正极材料包括高镍多晶材料和高镍单晶材料；
4、所述高镍多晶材料包括高镍多晶内核，以及由内至外依次包覆在高镍多晶内核表面的高镍多晶多孔层、第一包覆层和第二包覆层；
5、所述高镍单晶材料包括高镍单晶内核和包覆在高镍单晶内核表面的第三包覆层。
6、本专利技术提供了一种高镍正极材料，包括高镍多晶材料和高镍单晶材料，其中，高镍多晶材料包括高镍多晶内核、高镍多晶多孔层、第一包覆层和第二包覆层，高镍多晶多孔层能够缓解体积变化导致的内应力，保持颗粒完整性，循环性能提升，由内至外依次包覆的第一包覆层和第二包覆层能够减少表面反应，特殊物质的包覆可促进li+扩散，提升放电效率，提升容量；高镍单晶材料包括高镍单晶内核和第三包覆层，第三包覆层能够减少活性物质与电解液直接接触，特殊的物质包覆可改善包覆层离子导电性，降低电子转移阻抗，循环性能提升；高镍多晶材料和高镍单晶材料可协同配合，多晶材料能够提供更高的放电效率及容量，单晶材料能够提升循环性能，二者混合可减少多晶颗粒的破碎带来的副反应，又可增加单晶颗粒带来的良好导电性，提升电极的循环性能，从而能够提升能量密度及电性能。综上，采用本专利技术的高镍正极材料，可提高电池的容量，同时可提高容量保持率和延长循环寿命，且成本较低。
7、优选地，所述高镍多晶材料的粒径为8-20μm，例如可以是8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、10.5μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm等。
8、优选地，所述高镍单晶材料的粒径为1-5μm，例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm或5μm等。
9、优选地，所述高镍多晶材料和高镍单晶材料的质量比为(1-9):1，例如可以是1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1或9:1等。
10、本专利技术中，若高镍多晶材料和高镍单晶材料的质量比过小，会导致电池容量降低；若高镍多晶材料和高镍单晶材料的质量比过大，会导致电池容量保持率降低，循环性能变差。
11、优选地，所述高镍多晶材料中，高镍多晶内核的粒径为4.1-6.4μm，例如可以是4.1μm、4.2μm、4.5μm、4.8μm、5μm、5.2μm、5.5μm、5.8μm、6μm、6.2μm或6.4μm等。
12、优选地，所述高镍多晶材料中，高镍多晶多孔层的厚度为1.6-2.6μm，例如可以是1.6μm、2.0μm、2.3μm或2.6μm等。
13、本专利技术中，若高镍多晶材料中高镍多晶多孔层过薄，会导致电池容量下降，容量保持率降低；若高镍多晶多孔层过厚，会导致电池容量保持率降低，循环性能变差。
14、优选地，所述高镍多晶材料中，高镍多晶多孔层的孔隙率为19.0-25.9％，例如可以是19.0％、20.0％、21.0％、22.0％、24.0％或25.9％等。
15、优选地，所述高镍多晶材料中，第一包覆层的厚度为3.0-6.7μm，例如可以是3.0μm、3.2μm、3.3μm、3.5μm、4.0μm、5.0μm、6.0μm或6.5μm等。
16、优选地，所述高镍多晶材料中，第二包覆层的厚度为0.8-1.5μm，例如可以是0.8μm、0.9μm、1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm或1.5μm等。
17、优选地，所述第一包覆层中包括第一包覆元素和第一掺杂元素。
18、优选地，所述第一包覆元素包括al和/或co元素。
19、优选地，所述第一掺杂元素包括co、mn、al、mg、zn、cu、zr、ti、sr、nb、mo、v、y、w或ta元素中的至少一种。
20、优选地，所述第二包覆层中包括第二包覆元素，所述第二包覆元素包括b元素。
21、优选地，所述高镍多晶材料的化学式为linixm1-xo2，其中，0.93≤x＜1，m包括co、mn、al、mg、zn、cu、zr、ti、sr、nb、mo、v、y、w、ta和b中的至少一种。
22、优选地，所述高镍单晶材料中，高镍单晶内核的粒径为0.9-1.9μm，例如可以是0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm或1.8μm等。
23、优选地，所述高镍单晶材料中，第三包覆层的厚度为0.03-3.0μm，例如可以是0.03μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或2.8μm等。
24、优选地，所述高镍单晶内核中包括第二掺杂元素。
25、优选地，所述第二掺杂元素包括b、v、bi、mn、mo、sb、se和te元素中的至少一种。
26、优选地，所述第三包覆层中包括第三包覆元素，所述第三包覆元素包括b元素。
27、优选地，所述高镍单晶材料的化学式为liniax1-ao2，其中，0.93≤a＜1，x包括co、mn、al、b、v、bi、mn、mo、sb、se和te中的至少一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高镍正极材料，其特征在于，所述高镍正极材料包括高镍多晶材料和高镍单晶材料；
2.根据权利要求1所述的高镍正极材料，其特征在于，所述高镍多晶材料的粒径为8-20μm；
3.根据权利要求1或2所述的高镍正极材料，其特征在于，所述高镍多晶材料中，高镍多晶内核的粒径为4.1-6.4μm；
4.根据权利要求1-3任一项所述的高镍正极材料，其特征在于，所述第一包覆层中包括第一包覆元素和第一掺杂元素；
5.根据权利要求1-4任一项所述的高镍正极材料，其特征在于，所述高镍单晶材料中，高镍单晶内核的粒径为0.9-1.9μm；
6.一种权利要求1-5任一项所述的高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述含镍盐的溶液中还包括Co盐和Mn盐；
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述调整反应条件包括：降低所述含镍盐的溶液中的金属离子浓度；和/或，降低pH值；和/或，降低所述搅拌的转速；
9.根据权利要求6
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极中包括权利要求1-5任一项所述的高镍正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种高镍正极材料，其特征在于，所述高镍正极材料包括高镍多晶材料和高镍单晶材料；
2.根据权利要求1所述的高镍正极材料，其特征在于，所述高镍多晶材料的粒径为8-20μm；
3.根据权利要求1或2所述的高镍正极材料，其特征在于，所述高镍多晶材料中，高镍多晶内核的粒径为4.1-6.4μm；
4.根据权利要求1-3任一项所述的高镍正极材料，其特征在于，所述第一包覆层中包括第一包覆元素和第一掺杂元素；
5.根据权利要求1-4任一项所述的高镍正极材料，其特征在于，所述高镍单晶材料中，高镍单晶内核的粒径为0.9-1.9μm；
6.一种权利要求1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞筱琴，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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