[发明专利]一种核壳结构的硼掺杂前驱体材料、正极材料以及制备方法

权利要求书

1.一种核壳结构的硼掺杂前驱体材料，其特征在于，包括由M(BO₂)₂形成的壳以及β-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂形成的核，化学通式为M(BO₂)₂@β-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂，其中M为Ni和Co，或者M为Ni、Co和Mn，0.05x0.3。

2.如权利要求1所述的核壳结构的硼掺杂前驱体材料的制备方法，其特征在于，常温下硼氢化物与过渡金属盐反应生成纳米尺度的M_xB，然后在弱碱性环境下转化为薄壳厚核的M(BO₂)₂@α-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂，进一步加热烘干即得到薄壳厚核的M(BO₂)₂@β-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂；其中，M为Ni和Co，或者M为Ni、Co和Mn，0.05x0.3。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1，常温下，向反应设备中加入配制好的镍、钴或镍、钴、锰的金属盐溶液，剧烈搅拌；

步骤S2，持续向反应设备中匀速滴加硼氢化物，持续搅拌，随后缓慢加入少量强碱；

步骤S3，待反应浆料颜色发生明显转变，继续反应一段时间后停止反应；

步骤S4，将反应浆料过滤、洗涤、烘干，得到所述的核壳结构的硼掺杂前驱体材料。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述的镍、钴、锰金属盐为镍、钴、锰的硫酸盐、氯化盐、硝酸盐中的一种或多种；配制的金属盐溶液中金属离子的总浓度为0.2-2mol/L。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述金属盐溶液为镍、钴和锰的金属盐溶液时，镍、钴、锰离子的摩尔浓度比例为Ni: Co: Mn= 0.7-0.9: 0.05-0.2: 0.05-0.2。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述的硼氢化物为硼氢化钠、硼氢化钾中的至少一种；所述硼氢化物的浓度为0.8-8mol/L；所滴加的强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，加入强碱后，保持反应体系pH在9-11。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3中，反应浆料颜色由黑色转至蓝绿色或黄棕色后，待继续反应0.5-2h停止反应。

8.如权利要求3或7所述的方法，其特征在于，优选反应浆料的颜色转至蓝绿色后反应一段时间后停止反应。

9.一种核壳结构的硼掺杂的正极材料，其特征在于，包括由Li₃M(BO₃)₂/LiCoO₂形成的壳以及LiMO₂/Li₃M(BO₃)₂形成的核，化学通式为Li₃M(BO₃)₂/LiCoO₂@LiMO₂/Li₃M(BO₃)₂，其中M为Ni和Co，或者M为Ni、Co和Mn。

10.如权利要求9所述的核壳结构的硼掺杂的正极材料，其特征在于，由权利要求1所述的核壳结构的硼掺杂的前驱体材料或权利要求2-8任一项所述的制备方法制备得到的核壳结构的硼掺杂的前驱体材料与锂源按一定的摩尔比混合，逐渐升温进行烧结，冷却后得到。