本发明属于电池材料，具体涉及一种三烧三元正极材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、高镍低钴层状氧化物形成的三元正极材料，由于其较高的理论比容量被认为是高能密度汽车电池的最终选择。然而，传统的高镍低钴三元正极材料由于co和mn的不足，高ni低co正极会遭受不可逆相变引起的机械损伤，储存过程中的化学不稳定性，晶格体积发生各向异性变化，产生微裂纹，并在颗粒表面传播，形成微通道，使电解质能够渗透到颗粒内部，发生侵蚀反应，致使三元正极材料的结构不稳定性，进而导致其比容量、首效和循环稳定性差。
技术实现思路
1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有三元正极材料结构不稳定导致其比容量、首效和循环稳定性差的缺陷，从而提供一种三烧三元正极材料及其制备方法和应用。
2、本发明提供一种三烧三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
3、1)将镍钴锰前驱体、锂源与第一添加剂混合形成第一混合物，经第一烧结，得到一次烧结品；
4、2)将步骤1)得到的一次烧结品与补锂剂、第二添加剂混合形成第二混合物，经第二烧结，得到二次烧结品；
5、3)将步骤2)得到的二次烧结品和水混合进行洗涤，干燥后得到的水洗物与硼酸混合形成第三混合物，经第三烧结，得到所述三烧三元正极材料。
6、优选的，步骤1)中所述镍钴锰前驱体、锂源的摩尔比为1：(0.6-1)；
7、优选的，步骤1)中所述镍钴锰前驱体、锂源的摩尔比为1：(0.7-1)；
8、所述第一添加剂的质量占第一混合物总质量的500-10000ppm。
9、优选的，步骤2)中第二混合物中镍元素、钴元素和锰元素的总摩尔量与锂元素的摩尔量比为1：(1.02-1.05)；
10、所述第二添加剂的质量占第二混合物总质量的600-21000ppm。
11、优选的，步骤1)中所述镍钴锰前驱体的化学通式为nixcoymnz(oh)2，其中x≥0.9，y＞0，z＞0，x+y+z＝1；
12、所述锂源选自氢氧化锂；
13、所述第一添加剂选自al的氧化物、zr的氧化物、ti的氧化物、nb的氧化物、sb的氧化物、ta的氧化物、mo的氧化物、ce的氧化物、mg的氧化物中的至少一种。
14、优选的，所述第一添加剂选自氧化铌、氧化锆、氧化钛中的至少一种；
15、可选的，第一添加剂为氧化铌、氧化锆和氧化钛；
16、所述氧化铌的质量占第一混合物总质量的1000-8000ppm；
17、所述氧化锆的质量占第一混合物总质量的500-1000ppm；
18、所述氧化钛的质量占第一混合物总质量的500-1000ppm；
19、优选的，步骤2)中所述补锂剂选自氢氧化锂；
20、所述第二添加剂选自al的氧化物、zr的氧化物、ti的氧化物、nb的氧化物、sb的氧化物、ta的氧化物、mo的氧化物、ce的氧化物、mg的氧化物、氢氧化钴中的至少一种。
21、优选的，所述第二添加剂选自氧化铝、氢氧化钴中的至少一种；
22、可选的，所述第二添加剂为中氧化铝和氢氧化钴；
23、所述氧化铝的质量占第二混合物总质量的500-1000ppm；
24、所述氢氧化钴的质量占第二混合物总质量的5000-20000ppm。
25、优选的，步骤3)中所述二次烧结品和水的质量比为1：(0.4-1)；
26、所述硼酸的质量占第三混合物的总质量的500-3000ppm。
27、优选的，步骤1)中所述一次烧结温度为400-700℃，一次烧结时间为6-15h；
28、所述一次烧结在含氧气氛下进行；
29、可选的，所述第一烧结在氧气气氛或空气气氛下进行；
30、步骤2)中所述二次烧结温度为700-800℃，二次烧结时间为6-15h；
31、所述二次烧结在含氧气氛下进行；
32、可选的，所述第二烧结在氧气气氛或空气气氛下进行；
33、步骤3)中所述三次烧结温度为250-350℃，三次烧结时间为6-10h；
34、可选的，所述三次烧结在含氧气氛下进行。
35、可选的，所述第三烧结在氧气气氛或空气气氛下进行；
36、可选的，步骤2)中所述二次烧结步骤结束后还包括粉碎、过筛的步骤。
37、可选的，步骤3)中所述洗涤步骤结束后还包括过滤的步骤。
38、本发明提供一种三烧三元正极材料，由上述所述三烧三元正极材料的制备方法制备得到。
39、本发明还提供一种上述所述的三烧三元正极材料在锂离子电池中的应用。
40、本发明技术方案，具有如下优点：
41、1、本发明提供的三烧三元正极材料的制备方法，1)将镍钴锰前驱体、锂源与第一添加剂混合形成第一混合物，经第一烧结，得到一次烧结品；2)将步骤1)得到的一次烧结品与补锂剂、第二添加剂混合形成第二混合物，经第二烧结，得到二次烧结品；3)将步骤2)得到的二次烧结品和水混合进行洗涤，干燥后得到的水洗物与硼酸混合形成第三混合物，经第三烧结，得到所述三烧三元正极材料。本发明第一烧结过程中添加锂源，可以优化材料的晶体结构和微观形貌，提高其电化学性能。同时还可以使材料在烧结过程中更容易形成致密的块状结构，提高材料的密度和机械强度，有助于改善电池的整体性能。第一烧结过程中由于镍的价态变化，容易造成锂损失，尤其是烧结过程中或一次烧结品在存储过程中容易与空气中水分、二氧化碳的反应，造成锂损失，因此在第二烧结过程中通过补锂剂补偿锂的损失，确保正极材料的锂含量，提高正极材料的稳定性和电化学性能。水洗涤步骤能够去除多余的杂质，进一步降低材料的残碱，提高材料的加工性能。本发明通过将镍钴锰前驱体、锂源与第一添加剂第一次烧结后再添加补锂剂和第二添加剂进行二次烧结这一特定的处理方式，同时与水洗涤、硼酸包覆、第三次烧结协同配合，有效地控制材料的晶体结构和粒径分布，提高材料的稳定性，进而提高三烧三元正极材料的比容量、首效和循环容量保持率。
42、2、本发明提供的三烧三元正极材料的制备方法，在步骤2)中加入过量的锂，可以在一定程度上提高材料的热稳定性，降低安全风险。
43、2、本发明提供的三烧三元正极材料的制备方法，步骤1)中所述镍钴锰前驱体、锂源的摩尔比为1：(0.6-1)；所述第一添加剂的质量占第一混合物总质量的500-10000ppm；步骤2)中所述步骤1)获得的一次烧结品与补锂剂、第二添加剂混合，形成的第二混合物中镍元素、钴元素和锰元素的总摩尔量与锂元素的摩尔量比为1：(1.02-1.05)；所述第二添加剂的质量占第二混合物总质量的600-21000ppm。本发明通过具体限定每阶段烧结步骤的原料的配比，可以进一步优化三烧三元正极材料的结构稳定性，进一步提高三烧三元正极材料的比容量、首效和循环容量保持率。
44、3、本发明提供的三烧三元正极材料的制备方法，优选步骤1)中所述镍钴锰前驱体、锂源的摩尔比为1：(0.7-1)；本发明通过再进一步优选步骤1)中镍钴锰前驱体、锂源为特定的摩尔比，可以更进一步优化三烧三元正极材料的结构稳定性，更进一步提高三烧三元正极材料的比容量、首效和循环容量保持率。
1.一种三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述镍钴锰前驱体、锂源的摩尔比为1：(0.6-1)；
3.根据权利要求1或2所述三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述第二混合物中镍元素、钴元素和锰元素的总摩尔量与锂元素的摩尔量比为1：(1.02-1.05)；
4.根据权利要求1-3任一项所述三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述镍钴锰前驱体的化学通式为nixcoymnz(oh)2，其中x≥0.9，y＞0，z＞0，x+y+z＝1；
5.根据权利要求1-4任一项所述三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述补锂剂选自氢氧化锂；
6.根据权利要求1-5任一项所述三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述二次烧结品和水的质量比为1：(0.4-1)；
7.根据权利要求6所述三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述第一烧结温度为400-700℃，第一烧结时间为6-15h；
8.根据权利要求6或7所述三烧三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一添加剂选自氧化铌、氧化锆、氧化钛中的至少一种；
9.一种三烧三元正极材料，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述三烧三元正极材料的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的三烧三元正极材料在锂离子电池中的应用。
