[发明专利]一种阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料及其制备方法

权利要求书

1.一种阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、将高镍三元前驱体、锂源、金属氟化物和含锆化合物按照一定的比例混合均匀，得到混合物；

步骤2、将步骤1中得到的混合物，在氧气气氛中先低温预烧再高温煅烧，得到阴阳离子共掺杂的高镍单晶三元材料基体；

步骤3、将步骤2中得到的阴阳离子共掺杂的高镍单晶三元材料基体经过破碎、过筛得到单晶颗粒分散均匀的阴阳离子共掺杂的高镍单晶三元材料基体；

步骤4、将步骤3中得到的单晶颗粒分散均匀的阴阳离子共掺杂的高镍单晶三元材料基体和含硼化合物、含钨化合物混合均匀，然后在氧气条件下进行煅烧，得到阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料。

2.根据权利要求1所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，所述锂源与高镍三元前驱体的摩尔比为0.9～1.1；

所述含锆化合物与高镍三元前驱体的质量比为0.1％～0.5％；

按F来计算，所述金属氟化物与高镍三元前驱体的摩尔比为0.01％～0.3％。

3.根据权利要求1所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，所述高镍三元前驱体为镍钴锰氢氧化物，分子式为Ni_xCo_yMn_(1-x-y)(OH)₂，其中，x＝0.80～0.97mol，y＝0.01～0.2mol；

所述锂源选自氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂中的一种或多种；

所述金属氟化物选自YF₃、LaF₃、ALF₃中的一种或多种。

所述含锆化合物选自ZrO₂、Li₂ZrO₃、Zr(OH)₂、ZrCL₄中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，所述混合转速为500r/min～1100r/min，所述混合时间为5min～20min。

5.根据权利要求1所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，所述氧气气氛中的氧浓度≥90％；

所述低温预烧温度为450℃～750℃，低温预烧时间为3h～8h；

所述高温煅烧温度为800℃～880℃；所述高温煅烧时间为8h～18h。

6.根据权利要求1所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，所述破碎后的单晶的粒度为3.5um～6.0um；

所述过筛筛网为300-500目。

7.根据权利要求1所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，所述含硼化合物的加入量为单晶颗粒分散均匀的阴阳离子共掺杂的高镍单晶三元材料基体质量的0.01％～5％；

所述含钨化合物的加入量为单晶颗粒分散均匀的阴阳离子共掺杂的高镍单晶三元材料基体质量的0.1％～5％；

所述煅烧温度为230～700℃，所述煅烧时间为4～15h。

8.根据权利要求1所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，所述含硼化合物为硼酸、偏硼酸、三氧化二硼中的一种或多种；

所述含钨化合物为钨酸、偏钨酸、钨酸铵中的一种或多种。

9.一种阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料，其特征在于：采用权利要求1～8任一项所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料的制备方法制备得到。

10.一种锂离子电池正极材料，其特征在于：包含权利要求9所述的阴阳离子共掺杂和表面双包覆的高镍单晶三元材料。