【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料，具体而言，涉及锂镍钴锰正极材料及其制备方法、正极和电池。
技术介绍
1、锂离子电池广泛应用于新能源汽车中，安全问题是目前锂离子电池所面临的主要挑战。多晶正极在长循环过程中会产生严重的微裂纹，造成容量快速衰减，而单晶正极材料能够有效抑制微裂纹的形成，缓解正极表面与电解液的副反应，延长循环寿命，因此单晶三元材料对提升其循性能和安全性能具有重要的研究意义。然而，单晶正极材料也在充放电过程中也会存在一些问题，例如在高电压充、放电过程中因内晶界破裂暴露出新界面会与电解液发生副反应，从而对循环性及安全性产生影响。
2、目前已知的制备单晶型多元正极材料的制备方法例如：将多元正极材料基体，与晶界稳定剂混合、烧结，制得单晶型多元正极材料。该方案虽然不强调多元正极材料基体的制备方法，但从前驱体到制得成品实际需要通过2步烧结制备，制备方法操作不够简洁。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供锂镍钴锰正极材料及其制备方法、正极和电池。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种锂镍钴锰正极材料，其包括锂镍钴锰单晶和位于锂镍钴锰单晶内界面处的修饰层，修饰层由li、a和b以及氧反应生成，a元素选自w、mo和re元素中至少一种；b元素选自ba和ca中至少一种。
4、在可选的实施方式中，a元素与锂镍钴锰正极材料之比为1500ppm～6000ppm，b元素与锂镍钴锰正极材料之比
5、在可选的实施方式中，锂镍钴锰单晶的化学式为linixcoymn1-x-yo2，其中0＜x＜1、0＜y＜1、0＜x+y＜1。
6、第二方面，本专利技术提供一种锂镍钴锰正极材料的制备方法，包括：
7、将镍钴锰前驱体、锂源、添加剂a和添加剂b混合均匀后烧结；
8、添加剂a为a元素单质或a元素的化合物，a元素选自w、mo和re元素中至少一种；添加剂b为b元素单质或b元素的化合物，b元素选自ba和ca中至少一种；
9、添加剂a的bet为5m2/g～10m2/g；添加剂b的bet为5m2/g～10m2/g，且添加剂a的bet小于或等于添加剂b的bet；
10、添加剂a按照a元素与生成的目标锂镍钴锰正极材料之比为小于或等于6000ppm进行投料，添加剂b按照b元素与生成的目标锂镍钴锰正极材料之比小于或等于6000ppm进行投料。
11、在可选的实施方式中，添加剂a按照a元素与生成的目标锂镍钴锰正极材料之比为1500ppm～6000ppm进行投料，添加剂b按照b元素与生成的目标锂镍钴锰正极材料之比为500ppm～6000ppm进行投料。
12、在可选的实施方式中，锂源选自氢氧化锂和碳酸锂中至少一种；
13、可选地，参与烧结的锂源按照锂元素与镍钴锰前驱体中金属元素摩尔之比为1～1.07:1投料；
14、可选地，镍钴锰前驱体的化学式为nixcoymn1-x-y(oh)2或nixcoymn1-x-yco3，0＜x＜1、0＜y＜1、0＜x+y＜1。
15、在可选的实施方式中，
16、烧结包括高温段烧结；
17、当nixcoymn1-x-y(oh)2中0＜x≤0.4，0＜x+y＜1时，高温段烧结条件为：氧气气氛或有氧气的混合气氛，氧气体积占比为20～100％，温度900℃～950℃，烧结时间7.5～8.5h；
18、当nixcoymn1-x-y(oh)2中0.4＜x≤0.6，0.4＜x+y＜1时，高温段烧结条件为：氧气气氛或有氧气的混合气氛，氧气体积占比为30～100％，温度880℃～930℃，烧结时间9.5～10.5h；
19、当nixcoymn1-x-y(oh)2中0.6＜x≤0.7，0.6＜x+y＜1时，高温段烧结条件为：氧气气氛或有氧气的混合气氛，氧气体积占比为60～100％，温度870℃～920℃，烧结时间9.5～10.5h；
20、当nixcoymn1-x-y(oh)2中0.7＜x＜1，0.7＜x+y＜1时，高温段烧结条件为：氧气气氛或有氧气的混合气氛，氧气体积占比为70～100％，温度830℃～900℃，烧结时间11.5～12.5h；
21、可选地，烧结还包括低温段烧结，低温段烧结的条件为：在高温段烧结之前增加一段低温烧结，烧结温度为400℃～500℃，烧结4～6h。
22、在可选的实施方式中，烧结后得到正极材料初品，得到正极材料初品后还包括：
23、将正极材料初品由d50＝5～10μm破碎到d50＝2～10μm。
24、第三方面，本专利技术提供一种正极，采用如前述实施方式任一项的正极材料或如前述实施方式任一项的制备方法制得的正极材料制得。
25、第四方面，本专利技术提供一种电池，包括如前述实施方式的正极。
26、本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术实施例提供的锂镍钴锰正极材料，在内晶界处的修饰层可以抑制材料在制备或高电压充、放电过程中因内晶界破裂暴露出新界面与电解液的副反应，且该修饰层在保护内晶界的同时，也发挥快离子导体的作用，以此来改善更高电压下的容量、倍率、循环及存储性能。因此，本专利技术实施例提供的锂镍钴锰正极材料具有优异的电化学性能。
28、本专利技术实施例提供的锂镍钴锰正极材料的制备方法，选择合适bet和添加量的添加剂a和添加剂b来进行制备，能实现b元素在低温段烧结过程中先与锂化合物反应，生成li-b-o化合物，再与a元素反应，生成li-b-a-o化合物修饰层。当高温段晶粒开始融合发育时，li-b-a-o化合物修饰层只富集在内晶界处而不进入晶体内部，该反应自发进行，从而获得在内晶界处具有修饰层的正极材料，该正极材料具备好的电化学性能，此外，本专利技术提供的制备方法简单，只需一次烧结即可获得目标正极材料。
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1.一种锂镍钴锰正极材料，其特征在于，其包括锂镍钴锰单晶和位于所述锂镍钴锰单晶内界面处的修饰层，所述修饰层由Li、A和B以及氧反应生成，A元素选自W、Mo和Re元素中至少一种；B元素选自Ba和Ca中至少一种。
2.根据权利要求1所述的锂镍钴锰正极材料，其特征在于，所述A元素与所述锂镍钴锰正极材料之比为1500ppm～6000ppm，所述B元素与锂镍钴锰正极材料之比为500ppm～6000ppm。
3.根据权利要求1所述的锂镍钴锰正极材料，其特征在于，所述锂镍钴锰单晶的化学式为LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0＜x＜1、0＜y＜1、0＜x+y＜1。
4.一种锂镍钴锰正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂A按照A元素与生成的目标所述锂镍钴锰正极材料之比为1500ppm～6000ppm进行投料，所述添加剂B按照B元素与生成的目标锂镍钴锰正极材料之比为500ppm～6000ppm进行投料。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述锂源选自氢氧化锂和碳酸锂
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，烧结包括高温段烧结；
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，烧结后得到正极材料初品，得到所述正极材料初品后还包括：
9.一种正极，其特征在于，采用如权利要求1～3任一项所述的正极材料或如权利要求4～8任一项所述的制备方法制得的正极材料制得。
10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的正极。
...【技术特征摘要】
1.一种锂镍钴锰正极材料，其特征在于，其包括锂镍钴锰单晶和位于所述锂镍钴锰单晶内界面处的修饰层，所述修饰层由li、a和b以及氧反应生成，a元素选自w、mo和re元素中至少一种；b元素选自ba和ca中至少一种。
2.根据权利要求1所述的锂镍钴锰正极材料，其特征在于，所述a元素与所述锂镍钴锰正极材料之比为1500ppm～6000ppm，所述b元素与锂镍钴锰正极材料之比为500ppm～6000ppm。
3.根据权利要求1所述的锂镍钴锰正极材料，其特征在于，所述锂镍钴锰单晶的化学式为linixcoymn1-x-yo2，其中0＜x＜1、0＜y＜1、0＜x+y＜1。
4.一种锂镍钴锰正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈梦瑶，王静任，魏肖南，曾雷英，魏国祯，
申请(专利权)人：厦门厦钨新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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