[发明专利]掺杂包覆的单晶正极材料及掺杂包覆单晶正极材料的方法

权利要求书

1.一种掺杂包覆的单晶正极材料，其特征在于，所述单晶正极材料由以下步骤制备得到：

将锂源、前驱体、掺杂剂和包覆剂混合得到原料混合物；

将所述原料混合物烧结得到高温反应产物；以及

将所述高温反应产物冷却后研磨过筛处理，得到所述掺杂包覆的单晶正极材料；

所述前驱体的分子式为Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂，其中，0.50≤x≤0.90，0.05≤y≤0.20，0.05≤z≤0.30，0≤1-x-y-z≤0.03，M为选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡金属元素及稀土元素中的一种或多种；

所述掺杂剂为含硒物质，所述包覆剂为含氧的硅类化合物。

2.根据权利要求1所述的单晶正极材料，其特征在于，所述含硒物质为硒单质、硒氧化物或含硒盐类中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的单晶正极材料，其特征在于，所述含硒物质为SeO₂。

4.根据权利要求1所述的单晶正极材料，其特征在于，所述含氧的硅类化合物为氧化硅、纳米氧化硅、正硅酸盐、偏硅酸盐和四氯化硅中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的单晶正极材料，其特征在于，所述含氧的硅类化合物为纳米SiO₂。

6.根据权利要求1所述的单晶正极材料，其特征在于，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂和硝酸锂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的单晶正极材料，其特征在于，所述掺杂包覆的单晶正极材料为掺杂包覆的四元单晶正极材料。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶正极材料，其特征在于，所述锂源与所述前驱体的摩尔比为(0.95～1.05)：1。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶正极材料，其特征在于，所述掺杂剂与所述锂源的摩尔比为0.01～0.5％。

10.根据权利要求9所述的单晶正极材料，其特征在于，所述掺杂剂与所述锂源的摩尔比为0.05～0.25％。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶正极材料，其特征在于，所述包覆剂与所述锂源的摩尔比为0.01～0.5％。

12.根据权利要求11所述的单晶正极材料，其特征在于，所述包覆剂与所述锂源的摩尔比为0.05～0.25％。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶正极材料，其特征在于，所述掺杂包覆的单晶正极材料的纳米包覆层厚度为0.1～50nm。

14.根据权利要求13所述的单晶正极材料，其特征在于，所述掺杂包覆的单晶正极材料的纳米包覆层厚度为1～10nm。

15.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶正极材料，其特征在于，所述掺杂包覆的单晶正极材料的粒径为0.1～10μm。

16.根据权利要求15所述的单晶正极材料，其特征在于，所述掺杂包覆的单晶正极材料的粒径为2～5μm。

17.根据权利要求1所述的单晶正极材料，其特征在于，所述原料混合物烧结的温度为600～1000℃，时间为8～20h。

18.根据权利要求17所述的单晶正极材料，其特征在于，所述原料混合物烧结的温度为800～1000℃。

19.一种掺杂包覆单晶正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将锂源、前驱体、掺杂剂和包覆剂混合得到原料混合物；

将所述原料混合物烧结得到高温反应产物；以及

将所述高温反应产物冷却后研磨过筛处理，得到所述掺杂包覆的单晶正极材料；

所述前驱体的分子式为Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂，其中，0.50≤x≤0.90，0.05≤y≤0.20，0.05≤z≤0.30，0≤1-x-y-z≤0.03，M为选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡金属元素及稀土元素中的一种或多种；

所述掺杂剂为含硒物质，所述包覆剂为含氧的硅类化合物。