[发明专利]单晶三元正极材料及其制备方法、锂离子电池正极及锂离子电池

权利要求书

1.一种单晶三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤S1，将包括NCM三元前驱体、锂盐、第一掺杂剂和任选的第二掺杂剂的混合物进行第一烧结，得到烧结后产物；

步骤S2，将所述烧结后产物进行破碎，得到破碎后材料；

任选的步骤S3，将包覆剂和所述破碎后材料混合进行第二烧结，得到所述单晶三元正极材料；

其中，

所述第一掺杂剂为含锶的化合物，优选为氧化锶、碳酸锶中的任意一种或者多种，

所述第二掺杂剂选自氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化钇、氢氧化镁中的任意一种或者多种，

所述包覆剂选自氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化钇、氧化镁中的任意一种或者多种；

所述第一烧结中至少30％的烧结时间使用含氧气的混合气体，所述含氧气的混合气体中氧气的体积分数为40～90％，所述第一烧结的温度低于950℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一烧结的过程包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，

所述升温阶段和所述保温阶段中各自独立地至少50％的烧结时间使用所述含氧气的混合气体；或者

所述升温阶段和所述保温阶段中共计至少50％的烧结时间使用所述含氧气的混合气体，优选的，所述升温阶段升温至430℃及以上开始使用所述含氧气的混合气体。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含氧气的混合气体中氧气的体积分数为55～70％。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述第一掺杂剂中的锶元素的重量为所述NCM三元前驱体重量的0.01～0.07wt％，优选为0.03～0.06wt％；和/或

所述锂盐选自LiOH·H₂O、Li₂CO₃、LiNO₃、LiCl中的任意两种及以上，优选所述锂盐为LiOH·H₂O和Li₂CO₃的混合物，更优选所述混合物中的所述Li₂CO₃与所述锂盐的摩尔比为0.10～0.30:1，和/或

所述NCM三元前驱体的D50为2～5μm，和/或

所述第二掺杂剂中的金属元素的重量为所述NCM三元前驱体重量的0.01～1wt％，优选为0.05～0.4wt％，和/或

所述第一烧结的温度为860～950℃，和/或

所述第一烧结的升温速率为2～5℃/min，优选在860～950℃下保温8～15h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述破碎后材料的D50粒径为3～6μm，和/或

所述NCM三元前驱体的镍元素的含量为50～70mol％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

在所述步骤S3中，所述包覆剂中的金属元素为所述破碎后材料重量的0.01～1wt％，优选为0.05～0.4wt％；和/或

所述第二烧结的温度为500～600℃，优选所述第二烧结的升温速率为2～10℃/min，优选在500～600℃下保温8～12h。

7.一种单晶三元正极材料，其特征在于，所述单晶三元正极材料的化学式为Li_aNi_xCo_yMn_zSr_wM_vO₂，其中，1.04＜a＜1.06，x+y+z＝1，0.5≤x≤0.7，0＜y≤0.2，0＜w≤0.001，0＜v≤0.1；

M为铝元素、锆元素、钛元素、钇元素、镁元素中的任意一种或多种，所述单晶三元正极材料的003晶面和104晶面的强度比值大于1.2。

8.根据权利要求7所述的单晶三元正极材料，其特征在于，所述单晶三元正极材料的003晶面和104晶面的强度比值大于1.25。