【技術實現步驟摘要】
本申請涉及新能源材料，具體涉及一種正極材料及其制備方法、電化學裝置。
技術介紹
1、近年來，新能源汽車不斷的技術革新對電池的安全性和長續航性能提出了更高的要求。電池結構中主要由正極材料提供能量，高鎳正極材料(鎳含量超6成)，和其他低鎳、中鎳三元材料相比，具有能量密度高、價格低廉等優點，是最具有應用前景的電池正極材料之一。
2、然而，高鎳正極材料目前仍存在表面殘堿含量較高、內阻較大、倍率性能不佳、容量較低、循環性能較差以及熱穩定性差等問題。針對以上問題，需要對高鎳正極材料進行改性處理以提高綜合性能，然而，目前的改性方法工藝復雜，而且會用到大量的有機溶劑，產品中的溶劑殘留難以去除，不利于大規模生產，另外，現有的改性方法在性能提升方面依然不理想。
技術實現思路
1、鑒于此，為了解決以上技術問題中的至少之一，本申請實施例提供了一種正極材料。
2、另，本申請實施例還提供了一種前述正極材料的制備方法、以及應用該正極材料的電化學裝置。
3、本申請實施例提供了一種正極材料，該正極材料包括基體和依次包覆于所述基體表面的第一包覆層和第二包覆層，其中，所述基體為鎳鈷錳三元正極材料，鎳元素的摩爾含量≥0.6，所述第一包覆層含有固態電解質和鈷元素，所述第二包覆層含有硼元素。
4、在一些可能的實施例中，至少部分所述鈷元素摻雜進入所述基體中；至少部分所述固態電解質嵌入所述基體中。
5、在一些可能的實施例中，所述基體與所述鈷元素的質量比為1：(0.001
6、所述基體與所述固態電解質的質量比為1：(0.001～0.04)。
7、在一些可能的實施例中，所述固態電解質具有如下特征中的至少一者：
8、(1)所述固態電解質包括氧化物電解質、硫化物電解質、氟化物電解質、磷酸鹽電解質以及聚合物電解質中的至少一種；
9、(2)所述氧化物電解質包括鋰鑭鋯氧；
10、(3)所述固態電解質包括摻雜金屬元素m的鋰鑭鋯氧，所述金屬元素m包括al、ta、nb、sr、mn、ni、ca、ba、mg、ga、se、mo、sn、ge、v、ta以及cu中的至少一種。
11、本申請實施例還提供了一種正極材料的制備方法，包括：
12、將鎳鈷錳三元正極材料的基體、固態電解質和鈷源進行一次混合，得到第一混合物料；
13、將所述第一混合物料進行一次燒結，得到燒結物料；
14、將所述燒結物料和硼源進行二次混合，得到第二混合物料；以及
15、將所述第二混合物料進行二次燒結，得到所述正極材料。
16、在一些可能的實施例中，所述基體、所述固態電解質與所述鈷源中鈷的質量比為1：(0.001～0.04)：(0.001～0.04)；及/或
17、所述硼源中硼占所述第二混合物料的質量百分比為0.05％～0.5％。
18、在一些可能的實施例中，所述一次燒結的溫度為400℃～800℃，所述一次燒結的時間為5h～15h；
19、所述二次燒結的溫度為200℃～400℃，所述二次燒結的時間為5h～15h；
20、所述固態電解質、鈷源以及硼源均為納米級顆粒。
21、在一些可能的實施例中，所述固態電解質具有如下特征中的至少一者：
22、(1)所述固態電解質包括氧化物電解質、硫化物電解質、氟化物電解質、磷酸鹽電解質以及聚合物電解質中的至少一種；
23、(2)所述氧化物電解質包括鋰鑭鋯氧；
24、(3)所述固態電解質包括摻雜金屬元素m的鋰鑭鋯氧，所述金屬元素m包括al、ta、nb、sr、mn、ni、ca、ba、mg、ga、se、mo、sn、ge、v、ta以及cu中的至少一種。
25、另，本申請實施例還提供了一種電化學裝置，所述電化學裝置包括正極極片、負極極片、隔離膜以及電解液，其中所述正極極片包括正極材料，所述正極材料為前述正極材料。
26、相較于現有技術，本申請實施例提供的高鎳三元正極材料，在正極材料的基體表面形成了第一包覆層和第二包覆層，雙包覆層一方面有效降低了正極材料的內阻和殘堿，提升了正極材料的比容量，另一方面還改善了正極材料的高溫性能。其中，第一包覆層中的鈷元素可以與基體表面殘留的鋰發生化學反應生成鈷酸鋰，有效降低正極材料的內阻和殘堿量；第一包覆層中的固態電解質具有良好離子電導率，增加了正極材料中鋰離子脫嵌速率，降低了正極材料電化學阻抗，進一步提升了正極材料高倍率下的比容量，提高了正極材料的界面穩定性。第二包覆層為均勻致密的硼包覆層，該包覆層有效減少了基體和電解液的接觸，避免了基體中正極活性物質的損失，從而進一步提高了正極材料的比容量和穩定性。
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1.一種正極材料，其特征在于，包括基體和依次包覆于所述基體表面的第一包覆層和第二包覆層，其中，所述基體為鎳鈷錳三元正極材料，鎳元素的摩爾含量≥0.6，所述第一包覆層含有固態電解質和鈷元素，所述第二包覆層含有硼元素。
2.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，至少部分所述鈷元素摻雜進入所述基體中。
3.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，至少部分所述固態電解質嵌入所述基體中。
4.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述基體與所述鈷元素的質量比為1：(0.001～0.04)；
5.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述固態電解質具有如下特征中的至少一者：
6.一種正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的正極材料的制備方法，其特征在于，所述基體、所述固態電解質與所述鈷源中鈷的質量比為1：(0.001～0.04)：(0.001～0.04)；及/或
8.根據權利要求6所述的正極材料的制備方法，其特征在于，所述一次燒結的溫度為400℃～800℃，所述一次燒結的
9.根據權利要求6所述的正極材料的制備方法，其特征在于，所述固態電解質具有如下特征中的至少一者：
10.一種電化學裝置，其特征在于，所述電化學裝置包括正極極片、負極極片、隔離膜以及電解液，其中所述正極極片包括正極材料，所述正極材料為如權利要求1至5中任一項所述的正極材料或如權利要求6至9中任一項所述的正極材料的制備方法制備的正極材料。
...【技術特征摘要】
1.一種正極材料，其特征在于，包括基體和依次包覆于所述基體表面的第一包覆層和第二包覆層，其中，所述基體為鎳鈷錳三元正極材料，鎳元素的摩爾含量≥0.6，所述第一包覆層含有固態電解質和鈷元素，所述第二包覆層含有硼元素。
2.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，至少部分所述鈷元素摻雜進入所述基體中。
3.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，至少部分所述固態電解質嵌入所述基體中。
4.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述基體與所述鈷元素的質量比為1：(0.001～0.04)；
5.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述固態電解質具有如下特征中的至少一者：
6.一種正極材料的制備方法，其特征在于，包括...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉清陽，秦錦，趙云虎，張新龍，
申請(專利權)人：南通瑞翔新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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