[发明专利]一种复合掺杂改性的镍基正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种复合掺杂改性的镍基正极材料，包括镍基正极材料基体以及掺杂于所述镍基正极材料基体中的掺杂元素，其特征在于，所述掺杂元素包括元素K、元素L和元素M，所述元素K包括Al、Mg、Zr或Co中的至少一种，所述元素L为高价态小半径元素，所述元素M为低价态大半径元素。

2.根据权利要求1所述的复合掺杂改性的镍基正极材料，其特征在于，所述高价态小半径元素包括W、Ta、Nb、Ti或Mo中的至少一种，所述低价态大半径元素包括Y、Ce、Ca、Ba或Sr中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的复合掺杂改性的镍基正极材料，其特征在于，元素K、元素L和元素M的掺杂摩尔比为1：(0.8-1.2)：(1.8-2.4)。

4.根据权利要求1所述的复合掺杂改性的镍基正极材料，其特征在于，元素L和元素M掺杂进入镍基正极材料基体的晶格体内并形成ABO₃钙钛矿型立方结构，元素K进入ABO₃钙钛矿型立方结构中的A位和/或B位形成复合掺杂结构。

5.根据权利要求1所述的复合掺杂改性的镍基正极材料，其特征在于，所述镍基正极材料基体外还有包覆元素N，所述镍基正极材料的化学通式为Li_zNi_1-x-yCo_xMe_yK_uL_vM_wN_rO_2-s，其中，0.9≤z≤1.1，0≤x≤0.2，0≤y≤0.2，0＜u≤0.05，0＜v≤0.05，0＜w≤0.05，0≤r≤0.05，-0.05≤s≤0.05，Me为Mn、Al中的至少一种，包覆元素N包括Mg、Ca、B、Ce、Co、Al、Zr或F中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的复合掺杂改性的镍基正极材料，其特征在于，所述镍基正极材料的比表面积为0.4-1.0m²/g，所述镍基正极材料的表面残锂量为所述镍基正极材料质量的800-1400ppm。

7.根据权利要求1所述的复合掺杂改性的镍基正极材料，其特征在于，所述镍基正极材料在0.1C倍率DQ/DV放电曲线中，于3.4V至3.6V间有凸起的还原峰。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的复合掺杂改性的镍基正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将镍钴锰氢氧化物前驱体、锂源和含掺杂元素的掺杂剂混合均匀后进行烧结处理得到烧结产物；

S2、将步骤S1中的烧结产物进行粉碎解离，然后与含包覆元素N的包覆剂混合，混合均匀后进行烧结处理，得到复合掺杂改性的镍基正极材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、氟化锂或磷酸锂的至少一种，所述锂源中的锂元素与镍钴锰氢氧化物前驱体的摩尔比为(1.05-1.08)：1。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，烧结处理包括两段烧结，第一段烧结的烧结温度为400-600℃，保温时间为2-5h，第二段烧结的烧结温度为700-900℃，保温时间为8-20h；

步骤S2中，烧结处理的烧结温度为300-700℃，保温时间为4-10h。