[发明专利]一种硼包覆型氟锆共掺杂三元正极材料、制备方法与应用

权利要求书

1.一种硼包覆型氟锆共掺杂三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料具有如LiNi_xCo_yMn_zZr_aAl_bB_cF_dO_2-d所示的通式，且x+y+z+a+b+c+d＝1。

2.一种制备权利要求1所述硼包覆型氟锆共掺杂三元正极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按照选定的含量比例，取三元正极材料前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂、锂源材料以及含氟锆掺杂剂混合，并进行第一次烧结处理，得到三元正极材料掺杂基体；

(2)按照选定的含量比例，将所述三元正极材料掺杂基体与含硼包覆剂混合，并进行第二次烧结处理，得到三元正极材料包覆基体；

(3)按照选定的含量比例，将所述三元正极材料包覆基体与含铝添加剂混合，并进行第三次烧结处理，即得所需硼包覆型氟锆共掺杂三元正极材料。

3.根据权利要求2所述硼包覆型氟锆共掺杂三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：

所述三元正极材料前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂、所述锂源材料、所述含氟锆掺杂剂的摩尔比为1：(0.96-1.30)：(0.02-1.0)；

所述含氟锆掺杂剂包括ZrF₄和θ-Al₂O₃的混合物；

优选的，所述三元正极材料前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂与所述ZrF₄的质量比为100：(0.05-1.0)；

优选的，所述三元正极材料前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂与所述θ-Al₂O₃的质量比为100：(0.05-0.6)；

优选的，所述锂源材料包括LiOH、LiOH·H₂O、Li₂CO₃或LiNO₃中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求3所述硼包覆型氟锆共掺杂三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述第一次烧结步骤包括：在含氧气氛下，第一次升温至400-500℃进行保温2-6h的步骤、第二次升温至580-740℃进行保温2-5h的步骤、以及第三次升温至740-970℃进行保温6-24h的步骤；

优选的，所述第一次烧结步骤以马弗炉或管式炉模式进行时，控制所述第一次升温、第二次升温、第三次升温步骤的升温速率彼此独立的为1-5℃/min；

优选的，所述第一次烧结步骤以气氛辊道窑炉或回转炉模式进行时，控制所述第一次升温、第二次升温、第三次升温步骤的升温速率彼此独立的为1-30℃/h。

5.根据权利要求2-4任一项所述硼包覆型氟锆共掺杂三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中：

所述三元正极材料掺杂基体与所述含硼包覆剂的摩尔比为1：(0.02-0.3)；

所述含硼包覆剂包括B₄C和γ-Al₂O₃的混合物；

优选的，所述三元正极材料掺杂基体与所述B₄C的质量比为100：(0.05-0.25)；

优选的，所述三元正极材料掺杂基体与所述γ-Al₂O₃的质量比为100：(0.08-0.3)。