【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其是涉及一种三元正极材料及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、近年来，随着双碳政策的提出，社会对于清洁能源的重视度与日俱增。以风力发电、光伏太阳能、水力发电为代表的新型清洁能源在用电中的占比不断提高，有效减轻了社会对于化石能源的依赖，大幅降低了环境污染。与之伴生的一个问题是该类新型清洁能源具有周期性，无法做到与化石能源等同的稳定性，利用储能装置合理调动能源配比是一种行之有效的策略。
2、锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命的特点，是较为理想的储能方式。锂离子电池由四大主材，正极、负极、隔膜和电解液构成；其中，正极材料是锂离子的提供者，对于电池能量密度以及循环寿命起着决定性作用。目前商用的锂离子电池正极材料主要为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂。
3、现有的正极材料中，镍钴锰酸锂三元正极材料具有更高的能量密度、更好的功率性能，是高端锂离子电池的正极材料之一。然而，三元正极材料由于其层状结构，在电池循环过程中，锂离子来回脱嵌会造成材料发生相变及较大的体积变化，继而导致材料发生失活甚至于粉化，影响了材料的实际使用寿命及安全表现。为了提高三元材料的循环稳定性，主要通过掺杂以及包覆两方面进行改善。掺杂策略主要是通过在材料一烧过程中加入添加剂，实现掺杂元素的掺杂，通过掺杂进过渡金属层，维持材料循环过程中层状结构的稳定性。包覆策略主要是通过在二次颗粒表面包覆形成一层惰性保护层，继而减缓电解液与材料的副反应，提升循环稳定性。但是，掺杂引入的元素大多为惰性元素，其不贡献容量，
4、有鉴于此，特提出此专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种三元正极材料的制备方法，浅表层高熵合金修饰三元正极材料的方法改善了材料的结构稳定性，提高了材料的容量发挥、循环稳定性和倍率性能。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种三元正极材料，包括基体材料以及设置于基体材料表面的高熵合金修饰层，具有优异的结构稳定性、循环性能和倍率性能。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种锂离子电池，具有优异的电化学性能。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术提供了一种三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
6、镍钴锰氢氧化物前驱体和锂源煅烧后，得到基体材料；所述基体材料和修饰材料混合后，依次经研磨、烧结后，得到所述三元正极材料；
7、其中，所述修饰材料中的金属元素包括ti、zr、mg、al、co和w中的至少四种。
8、进一步地，所述修饰材料包括金属氧化物、金属氢氧化物和碳酸盐中的至少一种。
9、进一步地，所述基体材料和所述修饰材料的质量比为1：(0.001～0.0012)。
10、进一步地，所述研磨包括球磨；
11、和/或，所述球磨的时间为2～5min，所述球磨的转速为50～100rpm。
12、进一步地，所述烧结包括：在含氧气气氛下，在600～650℃下烧结2～4h。
13、进一步地，所述镍钴锰氢氧化物前驱体和所述锂源的摩尔比为1：(1.02～1.05)。
14、进一步地，所述煅烧包括：在含氧气气氛下，在700～800℃下煅烧10～15h。
15、进一步地，所述镍钴锰氢氧化物前驱体的化学式为niacobmnc(oh)2；式中，a≤0.8，b＝0.1，a+b+c＝1；
16、和/或，所述镍钴锰氢氧化物前驱体的制备方法包括共沉淀法。
17、本专利技术还提供了一种三元正极材料，采用如上所述的三元正极材料的制备方法制得。
18、本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括如上所述的三元正极材料。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
20、本专利技术提供的三元正极材料的制备方法，通过浅表层高熵合金修饰三元正极材料的方法，与传统的掺杂、包覆改性三元正极材料的方法相比，大幅度提高了材料的结构稳定性、容量发挥、循环性能以及倍率性能，同时材料加工成本也有所降低。
21、本专利技术提供的三元正极材料的制备方法，利用镍钴锰氢氧化物前驱体与锂源煅烧得到表面存在较多残锂的基体材料，将基体材料与含有ti、zr、mg、al、co和w中至少四种的修饰材料研磨和烧结后，能够在基体材料的表面形成高熵合金修饰层，从而提高了材料的性能。
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1.一种三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述修饰材料包括金属氧化物、金属氢氧化物和碳酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述基体材料和所述修饰材料的质量比为1：(0.001～0.0012)。
4.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述研磨包括球磨；
5.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结包括：在含氧气气氛下，在600～650℃下烧结2～4h。
6.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰氢氧化物前驱体和所述锂源的摩尔比为1：(1.02～1.05)。
7.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧包括：在含氧气气氛下，在700～800℃下煅烧10～15h。
8.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰氢氧化物前驱体的化学式为NiaCobMnc(OH)2；
9.一种三元正极材料，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的三元正极材料的制备方法制得。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的三元正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述修饰材料包括金属氧化物、金属氢氧化物和碳酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述基体材料和所述修饰材料的质量比为1：(0.001～0.0012)。
4.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述研磨包括球磨；
5.根据权利要求1所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结包括：在含氧气气氛下，在600～650℃下烧结2～4h。
6.根据权利要求1所述的三元正极...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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