【技术实现步骤摘要】
本申请涉及正极材料，具体地讲，涉及正极材料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。如何提高锂电池的倍率性能、结构稳定性及循环稳定性一直是研发人员的探索方向。单晶正极材料通常通过高温烧结得到，在高温下单晶颗粒逐渐生长和融合，可大幅度的消除颗粒晶界和微裂纹，从而提升正极材料的循环性能和热稳定性。
2、单晶正极材料虽已大规模产业化应用，但仍有许多问题需要解决。例如，与具有提供快速li+扩散路径的晶界网络的多晶正极材料相比，单晶颗粒中的li+只能通过沿长层平面的体扩散迁移，li+扩散路径单一、扩散距离较长，导致其动力学性能不佳和倍率性能下降。除此之外，常见单晶颗粒为内部封闭密实的结构，无法抵消单晶正极材料在反复充放电过程中产生的应力变化(由li+脱出/嵌入过程中造成的晶格体积膨胀/收缩产生)，从而造成单晶正极材料颗粒的开裂，进而降低电池的循环寿命和安全性能。
3、目前，改善单晶正极材料离子动力学性能不佳和内部应力大的问题，常见的措施包括体相掺杂和/或表面包覆，然而，这两种措施更多的是针对正极材料体相或颗粒表界面进行修饰处理，并不能从根本上解决问题，且其改善电池的循环寿命和安全性能的作用有限，无法满足人们对于高倍率性能、高循环寿命以及高安全性能的单晶正极材料日益剧增的需求。
技术实现思路
1、本申请提供正极材料及其制备方法、锂离子电池，能够有效提高正极材
2、第一方面，本申请实施例提供一种正极材料，所述正极材料包括多个单晶颗粒，所述正极材料具有第一区域和第二区域，所述第二区域相比于所述第一区域更靠近所述单晶颗粒的表面，位于所述第一区域内具有多个孔，至少部分所述孔之间连通形成网状结构。
3、在一些实施方式中，所述正极材料包括如下特征(1)～(5)中的至少一种：
4、(1)所述孔包括筒形孔、裂缝孔、球形孔和锥形孔中的至少一种；
5、(2)所述第一区域内的孔呈无序分布；
6、(3)所述孔的数量为10～300；
7、(4)所述正极材料的孔体积为0.1cm3/g～0.5cm3/g；
8、(5)所述单晶颗粒的形貌包括球形、类球形、椭圆形、多面体球形和多面菱形中的至少一种。
9、在一些实施方式中，所述正极材料包括如下特征(1)～(13)中的至少一种：
10、(1)所述第一区域的厚度记为r，所述正极材料的半径记为r，0.2≤r/r＜1；
11、(2)所述第一区域的厚度r为0.3μm～1.8μm；
12、(3)所述正极材料的半径r为0.5μm～2.5μm；
13、(4)所述正极材料的平均直径记为d1，所述孔的平均孔径记为d2，0＜d2/d1×100％≤20％；
14、(5)所述正极材料的平均直径d1为1.0μm～5μm；
15、(6)所述孔的平均孔径d2为0.05μm～0.20μm；
16、(7)对所述正极材料颗粒进行切面处理得到横截面，所述横截面的面积记为s1，所述横截面中所有孔的面积之和记为s2，0＜s2/s1×100％≤40％；
17、(8)所述正极材料的(d97-d3)/d50为1.2～2.2；
18、(9)所述正极材料的中值粒径d50为2.8μm～4.2μm；
19、(10)所述正极材料的d97为6.0μm～9.2μm；
20、(11)所述正极材料的d3为1.0μm～2.0μm；
21、(12)所述正极材料的真密度ρ为4.5g/cm3～4.7g/cm3；
22、(13)所述正极材料的比表面积为0.4m2/g～1.2m2/g。
23、在一些实施方式中，所述正极材料包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
24、(1)所述正极材料的化学通式为：liδnixcoym1-x-yo2，其中，m包括mn和al中的至少一种，0.9≤δ≤1.1，0.3≤x≤1，0≤y≤0.3；
25、(2)所述正极材料的化学通式为：liδnixcoym1-x-ydη1o2，其中，m包括mn和al中的至少一种，d包括ni、co、mn、ta、cr、mo、w、la、al、y、ti、zr、v、nb、ce、er和b中的至少一种，0.9≤δ≤1.1，0.3≤x≤1，0≤y≤0.3，0≤η1≤0.1；
26、(3)所述正极材料的化学通式为：liδnixcoym1-x-ygη2o2，其中，m包括mn和al中的至少一种，g包括ni、co、mn、ta、cr、mo、w、la、al、y、ti、zr、v、nb、ce、er和b中的至少一种，0.9≤δ≤1.1，0.3≤x≤1，0≤y≤0.3，0≤η2≤0.1；
27、(4)所述正极材料的化学通式为：liδnixcoym1-x-ydη1gη2o2，其中，m包括mn和al中的至少一种，d和g分别独立的包括ni、co、mn、ta、cr、mo、w、la、al、y、ti、zr、v、nb、ce、er和b中的至少一种，0.9≤δ≤1.1，0.3≤x≤1，0≤y≤0.3，0≤η1≤0.1，0≤η2≤0.1。
28、第二方面，本申请实施例提供一正极材料的制备方法，包括以下步骤：
29、将nixcoym1-x-y氧化物和nixcoym1-x-y氢氧化物中的至少一种和锂化合物混合，得到第一前驱体，m包括mn和al中的至少一种，0.3≤x≤1，0≤y≤0.3；
30、在含氧气体氛围中，将所述第一前驱体进行至少m次的热处理，m≥2，所述热处理包括对所述第一前驱体进行升温处理和保温处理，其中，所述升温处理的升温速率α满足：2℃/min≤αn+1＜αn≤10℃/min，所述保温处理的温度t满足：tn℃＜tn+1℃，n表示热处理的次数，n＝1～m，所述热处理的压力为10pa～100pa，得到所述正极材料，其中，αn表示第n次升温处理的升温速率，αn+1表示第n+1次升温处理的升温速率，tn表示第n次保温处理的温度，tn+1表示第n+1次保温处理的温度。
31、在一些实施方式中，将所述第一前驱体进行两次的热处理，包括：
32、在含氧气体氛围中，将所述第一前驱体进行一次升温处理、一次保温处理、二次升温处理和二次保温处理。
33、在一些实施方式中，所述制备方法满足如下特征(1)～(8)中的至少一者：
34、(1)所述一次升温处理的升温速率α1和所述二次升温处理的升温速率α2满足：2℃/min≤α2＜α1≤10℃/min；
35、(2)所述一次升温处理的升温速率α1为5℃/min～10℃/min；
36、(3)所述二次升温处理的升温速率α2为2℃/min～5℃/min；
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【技术保护点】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括单晶颗粒，所述单晶颗粒具有第一区域和第二区域，所述第二区域相比于所述第一区域更靠近所述单晶颗粒的表面，所述第一区域内具有多个孔，至少部分所述孔之间连通形成网状结构。
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(5)中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(13)中的至少一种：
4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
5.一正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将所述第一前驱体进行两次的热处理，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下特征(1)～(8)中的至少一者：
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下特征(1)～(6)中的至少一者：
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述正极材料或权利要求5～9任一项所述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，所述正极材料包括单晶颗粒，所述单晶颗粒具有第一区域和第二区域，所述第二区域相比于所述第一区域更靠近所述单晶颗粒的表面，所述第一区域内具有多个孔，至少部分所述孔之间连通形成网状结构。
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(5)中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(13)中的至少一种：
4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
5.一正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁凯，宋雄，张金龙，吴小珍，杨顺毅，
申请(专利权)人：贝特瑞江苏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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