CN107768647B - 一种高安全的包覆型高镍三元正极材料、正极极片及锂离子电池 - Google Patents

一种高安全的包覆型高镍三元正极材料、正极极片及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高安全的包覆型高镍三元正极材料，包括：高镍三元正极材料以及包覆于所述高镍三元正极材料表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：1％～95％的无机阻燃物；1％～95％的无机相变材料；1％～20％的高导热无机材料。

Description

一种高安全的包覆型高镍三元正极材料、正极极片及锂离子 电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高安全的包覆型高镍三元正极材料、正极极片及锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有高的能量密度和循环效率、低自放电、无记忆效应等优点，在动力电池方面具有广阔的应用前景。目前，许多汽车生产厂家均选择锂离子电池作为电动汽车的动力电源，推出了自己品牌型号的电动汽车。电动汽车作为一种交通工具，其续驶里程、加速性能、安全性能等是大家关注的重点，而这些方面主要取决于动力电池的性能，集中在能量密度、功率密度、循环寿命、安全性等方面。其中，新型电极材料特别是正极材料的研制，对于动力电池的能量密度、循环寿命和安全性至关重要。
从电池能量密度和电动车续航里程来看，含镍(Ni)的三元系优势明显，特别是高镍三元系镍钴铝酸锂/镍钴锰酸锂材料在动力电池上具有广阔的应用前景。Tesla电池技术中高镍三元正极材料与硅碳负极组合得到电芯的能量密度达到了300Wh/kg，代表了高能量密度电池的最新进展，因此高镍三元材料在电动汽车领域具有良好的应用前景。高镍三元具有比容量高(半电池容量≥190mAh/g)、原材料来源丰富、低温性能好等优点，被认为是动力型锂离子电池最具潜力的正极材料之一。但仍存在一些问题，包括：1)充电时表面Li的脱出量更大，导致结构不稳定，生成具有岩盐结构非电化学活性类NiO相；2)由于Ni含量较高，热分解温度降低，放热量增加，材料热稳定性较低；3)与电解液的匹配性变差，易与电解液发生反应，造成Co、Ni离子的溶解，使得循环寿命和存储寿命降低。以上问题导致锂离子电池的循环性能和安全性能变差。尤其安全性能，是关乎高镍三元正极材料能否在动力电源领域广泛应用的关键前提。
因此，表面包覆改性及极片表面涂层成为提高高镍三元正极材料及极片安全性能的有效手段之一。
目前，NCA表面包覆材料通常包括氧化物Al2O3、TiO2、ZrO2等，或Li3PO4、Mn3(PO4)2、LiCoO2等，如专利CN103151513B一种高性能三元动力电池及其制备方法，其公开了正极活性物质为包覆有Al2O3的镍钴锰酸锂的三元材料，该包覆方法有助于改善三元电池的安全性能，但作用相对有限。
专利CN103059613A一种锂离子电池安全涂层及其制备方法，所述锂离子电池安全涂层使用的材料为氢氧化铝，氢氧化钙，氢氧化锆，氢氧化钛，羟基氧化铝，氢氧化镁，碳酸钙，碳酸镁，碳酸氢钙，碳酸氢镁中的一种或者几种的混合，涂层材料除了具有耐热绝缘作用，还有受热分解吸热、晶体结构变化或者粉化和释放出水或者二氧化碳的功能。但这些氢氧化物、碳酸盐的分解温度较高，一般在300℃以上，而对于高镍三元材料来说，临界温度在230℃左右(与镍含量密切相关)，超过该温度则热失控迅速发生，因此，上述材料的吸热作用非常有限，不能有效提高材料和电池的安全性能。
专利CN106450435A一种三元锂离子电池及其制备方法，采用无机阻燃材料制成浆料，涂覆于正极表面制成涂层，其公开了无机阻燃材料为红磷、锑化物、硼化物、铝化物、磷酸铵盐、聚磷酸铵中的一种。该专利主要考虑了阻燃材料形成的涂层对三元材料的防护作用，未对材料本身进行改性，并且单纯依靠阻燃材料形成的涂层在达到良好安全防护效果的同时，势必要大幅提高电池直流内阻，不利用电池综合性能的提升。
因此，仍需寻找一种在保证电池具有更高安全性能的同时还能保持良好电学性能的改性手段。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高安全的包覆型高镍三元正极材料、正极极片及锂离子电池，本发明提供的正极材料制备得到的锂离子电池具有高安全性能的同时还能保持良好电学性能。
本发明提供了一种高安全的包覆型高镍三元正极材料，包括：高镍三元正极材料以及包覆于所述高镍三元正极材料表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：
1％～95％的无机阻燃物；
1％～95％的无机相变材料；
1％～20％的高导热无机材料。
优选的，所述无机阻燃物选自氢氧化铝、氢氧化镁、多聚磷酸铵、氧化锑、硼酸锌和含钼的无机化合物中的一种或多种。
优选的，所述无机相变材料选自AlCl3、LiNO3、NaNO3、KNO3和NaNO2中的一种或多种形成的混合物或复合物以及熔盐类化合物中的一种或多种。
优选的，所述熔盐类化合物选自Na2SO4、LiNO3-KCl和LiNO3-NaCl中的一种或多种。
优选的，所述高导热无机材料选自石墨、石墨烯、碳纳米管和氮化铝中的一种或多种。
优选的，高镍三元正极材料与所述包覆层的质量比为(5～100)：1。
优选的，所述高镍三元正极材料选自镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。
本发明还提供了一种上述高安全的包覆型高镍三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
将高镍三元正极材料、无机阻燃物、无机相变材料以及高导热无机材料在露点小于-30℃的条件下进行球磨，得到包覆型高镍三元正极材料；
或者，
将高镍三元正极材料、无机阻燃物、无机相变材料以及高导热无机材料在露点小于-30℃的条件下置于粉体包覆设备中进行粉体包覆，再经去磁处理，得到包覆型高镍三元正极材料。
本发明还提供了一种高安全的包覆型高镍三元正极极片，包括高镍三元正极材料形成的正极层，以及包覆于所述正极层表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：
1％～95％的无机阻燃物；
1％～95％的无机相变材料；
1％～20％的高导热无机材料。
本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，所述正极由上述高安全的包覆型高镍三元正极材料或上述高安全的包覆型高镍三元正极极片制备而成。
与现有技术相比，本发明提供了一种高安全的包覆型高镍三元正极材料，包括：高镍三元正极材料以及包覆于所述高镍三元正极材料表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：1％～95％的无机阻燃物；1％～95％的无机相变材料；1％～20％的高导热无机材料。
本发明以高稳定的具有阻燃效果的无机物和具有吸热作用的无机相变材料，添加一定量的高导热无机材料组成的混合物作为高镍三元正极材料的包覆层。高导热的无机材料，能够把局部热失控产生的热量迅速传导，提高降温速率；同时该部分热量被无机相变材料吸收，并发生相变，减少或抑制材料的温升；在极端条件下，局部热失控会引起火星等，正极材料颗粒表面包覆层或正极极片表面涂层中的无机阻燃材料能够抑制火焰蔓延，防止电池热失控的发生。三种材料的有机结合，能够避免局部滥用产生热失控，而是将热量传递分散，使材料迅速降温，并且以相变的形式吸收热量，进一步地，阻燃材料将抑制火焰蔓延，从而避免极端热失控现象的发生。因此，采用本发明正极材料制成的锂离子电池具有优异的安全性能。同时，三种材料形成的包覆层对正极材料的电学性能并没有造成不良影响，采用该正极材料制备得到的锂离子电池在具有良好安全性能的同时还具有良好电学性能。
附图说明
图1为实施例1制备的包覆的镍钴锰酸锂的扫描电镜图；
图2为实施例2制备的包覆的镍钴铝酸锂的扫描电镜图；
图3为实施例1制备的正极材料制备得到的电池的放电曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种高安全的包覆型高镍三元正极材料，包括：高镍三元正极材料以及包覆于所述高镍三元正极材料表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：
1％～95％的无机阻燃物；
1％～95％的无机相变材料；
1％～20％的高导热无机材料。
本发明提供的高安全的包覆型高镍三元正极材料包括高镍三元正极材料，其中，所述高镍三元正极材料选自镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。所述高镍三元正极材料的Ni含量≥50％。在本发明中，所述高镍三元正极材料为纳米级或微米级的颗粒。
本发明提供的高安全的包覆型高镍三元正极材料还包括包覆于所述高镍三元正极材料表面的包覆层。
所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：
1％～95％的无机阻燃物；
1％～95％的无机相变材料；
1％～20％的高导热无机材料。
所述包覆层的制备原料包括1％～95％的无机阻燃物，优选为5％～90％，更优选为20％～60％，进一步优选为30％～50％。在本发明中，所述无机阻燃物在150～500℃具有吸热、阻燃的效果，选自氢氧化铝、氢氧化镁、多聚磷酸铵、氧化锑、硼酸锌和含钼的无机化合物中的一种或多种。
所述包覆层的制备原料还包括1％～95％的无机相变材料，优选为5％～90％，更优选为20％～60％，进一步优选为30％～50％。在本发明中，所述无机相变材料的相变温度范围在80～400℃之间，发生吸热反应，种类选自AlCl3、LiNO3、NaNO3、KNO3和NaNO2中的一种或多种形成的混合物或复合物以及熔盐类化合物中的一种或多种。其中，所述熔盐类化合物选自Na2SO4、LiNO3-KCl和LiNO3-NaCl中的一种或多种。
所述包覆层的制备原料还包括1％～20％的高导热无机材料，优选为5％～15％，更优选为8％～12％。所述高导热无机材料的导热系数≥20W/(m·K)，选自石墨、石墨烯、碳纳米管和氮化铝中的一种或多种。
在本发明中，所述高安全的包覆型高镍三元正极材料的包覆层的厚度优选为10nm～1μm，更优选为100nm～800nm，进一步优选为300nm～500nm；所述高镍三元正极材料与所述包覆层的质量比为(5～100)：1；优选为(10～80)：1，更优选为(30～60)：1。
本发明还提供了一种上述高安全的包覆型高镍三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
将高镍三元正极材料、无机阻燃物、无机相变材料以及高导热无机材料在露点小于-30℃的条件下进行球磨，得到包覆型高镍三元正极材料；
其中，所述球磨罐和球磨珠均优选为陶瓷，所述球磨的转速优选为100～400r/min，更优选为200～300r/min，球磨的时间优选为1～5h，更优选为2～4h。
或者，
将高镍三元正极材料、无机阻燃物、无机相变材料以及高导热无机材料在露点小于-30℃的条件下置于粉体包覆设备中进行粉体包覆，再经去磁处理，得到包覆型高镍三元正极材料。
本发明还提供了一种高安全的包覆型高镍三元正极极片，包括由高镍三元正极材料形成的正极层，以及包覆于所述正极层表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：
1％～95％的无机阻燃物；
1％～95％的无机相变材料；
1％～20％的高导热无机材料。
本发明提供的高安全的包覆型高镍三元正极极片包括由高镍三元正极材料形成的正极层，所述高镍三元正极材料选自镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。所述高镍三元正极材料的Ni含量≥50％。在本发明中，所述高镍三元正极材料为纳米级或微米级的颗粒。本发明对所述正极层的制备方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的制备方法即可。
本发明提供的高安全的包覆型高镍三元正极极片包覆于所述正极层表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：
1％～95％的无机阻燃物；
1％～95％的无机相变材料；
1％～20％的高导热无机材料。
所述包覆层的制备原料的用量以及具体种类与上述高安全的包覆型高镍三元正极材料中包覆层的制备原料的用量以及具体种类相同，在此不做赘述。
本发明对所述包覆层的制备方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的制备方法即可。优选为采用上述制备的“包覆型高镍三元正极材料”为原料，直接制备正极极片。
本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，所述正极由上述高安全的包覆型高镍三元正极材料或上述高安全的包覆型高镍三元正极极片制备而成。
本发明以高稳定的具有阻燃效果的无机物和具有吸热作用的无机相变材料，添加一定量的高导热无机材料组成的混合物作为高镍三元正极材料的包覆层。高导热的无机材料，能够把局部热失控产生的热量迅速传导，提高降温速率；同时该部分热量被无机相变材料吸收，并发生相变，减少或抑制材料的温升；在极端条件下，局部热失控会引起火星等，正极材料颗粒表面包覆层或正极极片表面涂层中的无机阻燃材料能够抑制火焰蔓延，防止电池热失控的发生。三种材料的有机结合，能够避免局部滥用产生热失控，而是将热量传递分散，使材料迅速降温，并且以相变的形式吸收热量，进一步地，阻燃材料将抑制火焰蔓延，从而避免极端热失控现象的发生。因此，采用本发明正极材料制成的锂离子电池具有优异的安全性能。同时，三种材料形成的包覆层对正极材料的电学性能并没有造成不良影响，采用该正极材料制备得到的锂离子电池在具有良好安全性能的同时还具有良好电学性能。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的高安全的包覆型高镍三元正极材料、正极极片及锂离子电池进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
采用市售镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1，D50约11μm)、碳纳米管粉体(管径约10nm，长度4-10μm)、LiNO3-NaCl粉体、氢氧化镁纳米粉体(D50约30nm)，质量比为：95：1：3：1。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、100g碳纳米管粉体、300g LiNO3-NaCl粉体、100g氢氧化镁纳米粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂。
对所述包覆的镍钴锰酸锂进行电镜扫描，结果见图1，图1为实施例1制备的包覆的镍钴锰酸锂的扫描电镜图。由图1可知，得到了表面包覆均匀的镍钴锰酸锂正极材料。
实施例2
采用市售镍钴铝酸锂(Ni:Co:Al＝8.1:1.5:0.4、D50约6μm)、石墨烯(片层厚度约2nm)、LiNO3-KCl粉体、氧化锑纳米粉体(D50约50nm)，质量比为96：0.5：2：1.5。
将9.6Kg镍钴铝酸锂粉体、50g石墨烯粉体、200g LiNO3-KCl粉体、150g氧化锑纳米粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入粉体包覆设备，在气流和机械作用下实现粉体包覆，再经去磁处理，得到包覆的镍钴铝酸锂。
对所述包覆的镍钴铝酸锂进行电镜扫描，结果见图2，图2为实施例2制备的包覆的镍钴铝酸锂的扫描电镜图。由图2可知，得到了表面包覆均匀的镍钴铝酸锂正极材料。
实施例3
采用市售镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝7:1.5:1.5、D50约9μm)、碳纳米管油系浆料(管径约10nm，长度4-10μm)、LiNO3/Na2SO4粉体混合物(质量比1：1)、硼酸锌粉体(D50约100nm)，质量比为：95：1.5：2.5：1。
将9.5Kg镍钴锰酸锂颗粒、3Kg碳纳米管油系浆料(CNT固含量5wt％)、250g LiNO3/Na2SO4粉体混合物、100g硼酸锌粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，加入2Kg乙醇稀释，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速300r/min，球磨1.5h，60℃干燥12h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂。
实施例4
采用市售镍钴铝酸锂(Ni:Co:Al＝8.7:1.2:0.1、D50约12μm)、导电炭黑(D50约40nm)、NaNO2粉体、氢氧化铝纳米粉体(D50约25nm)，质量比为：90：2：5：3。
将9Kg镍钴锰酸锂粉体、200g导电炭黑粉体、500g NaNO2粉体、300g氢氧化铝纳米粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速300r/min，球磨2.5h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂。
以实施例1～4所制备的包覆型镍钴锰酸锂作为正极材料，按照95：2：3的比例，加入导电炭黑、PVDF胶，合浆、涂布，制备正极极片，以石墨作为负极材料，采用常规型电解液(含有溶剂EC:EMC:DEC＝3:5:2(wt％)、1mol/L LiPF6、以及2％VC作为添加剂)和常规隔膜(PE)，制成锂离子软包电池，容量24Ah。
对比例1
采用市售镍钴铝酸锂(Ni:Co:Al＝8.1:1.5:0.4、D50约6μm)作为正极材料，其他材料和制备方法同上，制备锂离子软包电池，容量24Ah。
对比例2
采用市售镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1，D50约11μm)作为正极材料，其他材料和制备方法同上，制备锂离子软包电池，容量24Ah。
对比例3
采用镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1、D50约11μm)、碳纳米管粉体(管径约10nm，长度4-10μm)，质量比为95：1。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、100g碳纳米管粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂；
对比例4
采用镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1、D50约11μm)、LiNO3-NaCl粉体，质量比为95：3。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、300g LiNO3-NaCl粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂；
对比例5
采用镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1、D50约11μm)、氢氧化镁纳米粉体(D50约30nm)，质量比为95：1。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、100g氢氧化镁纳米粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂；
对比例6
采用镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1、D50约11μm)、碳纳米管粉体(管径约10nm，长度4-10μm)、LiNO3-NaCl粉体，质量比为：95：1：3。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、100g碳纳米管粉体、300g LiNO3-NaCl粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂；
对比例7
采用镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1、D50约11μm)、碳纳米管粉体(管径约10nm，长度4-10μm)、氢氧化镁纳米粉体(D50约30nm)，质量比为：95：1：1。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、100g碳纳米管粉体、100g氢氧化镁纳米粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂；
对比例8
采用镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1、D50约11μm)、LiNO3-NaCl粉体、氢氧化镁纳米粉体(D50约30nm)，质量比为：95：3：1。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、300g LiNO3-NaCl粉体、100g氢氧化镁纳米粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂；
对比例9
采用镍钴锰酸锂(Ni:Co:Mn＝8:1:1、D50约11μm)、LiNO3-NaCl粉体，质量比为：95：5。
将9.5Kg镍钴锰酸锂粉体、500g氢氧化镁纳米粉体，在露点小于-30℃的环境下混合，然后加入干燥的球磨罐(球磨罐和球磨珠均为陶瓷)，转速200r/min，球磨2h，然后得到包覆的镍钴锰酸锂；
实验例
以对比例1～9所制备的镍钴锰酸锂作为正极材料，按照上文所述方法制备正极极片，以石墨作为负极材料，采用上文实施例所采用的同类型隔膜和电解液，制成锂离子软包电池，容量24Ah。
性能测试：
1、安全性能
分别以上述实施例和对比例所制备的电池测试安全性能，结果如表1所示。
表1电池安全性能测试
Figure BDA0001443275790000101
Figure BDA0001443275790000111
2、电学性能
将实施例和对比例提供的电池进行电学性能测试，结果见表2和图3，表2为实施例和对比例电池电学性能测试结果。图3为实施例1制备的正极材料制备得到的电池的放电曲线。
表2实施例和对比例电池电学性能测试结果
满充后开路电压/V 交流阻抗/mΩ
实施例1 4.202 1.785
实施例2 4.200 1.895
实施例3 4.199 1.967
实施例4 4.189 2.085
对比例1 4.198 1.685
对比例2 4.203 1.649
对比例3 4.201 1.564
对比例4 4.196 2.153
对比例5 4.187 2.042
对比例6 4.195 1.852
对比例7 4.192 1.936
对比例8 4.185 2.451
对比例9 4.186 2.978
由表1和表2可知，与对比例1～2相比，实施例1～4的交流阻抗并未明显增大，而安全性大幅提高；与对比例1～2相比，对比例3～5只加入一种包覆物，安全性没有明显改善；与对比例1～2相比，对比例6～8加入两种包覆物，安全性改善有限；与对比例1～2相比，对比例9增大一种包覆物的含量，安全性改善有限，而交流阻抗明显增大。综上，实施例在具有良好安全性能的同时，交流阻抗并未明显增大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高安全的包覆型高镍三元正极材料，其特征在于，包括：高镍三元正极材料以及包覆于所述高镍三元正极材料表面的包覆层，所述包覆层由包括以下质量百分数的原料制备而成：
1％～95％的无机阻燃物；
1％～95％的无机相变材料；
1％～20％的高导热无机材料。
2.根据权利要求1所述的包覆型高镍三元正极材料，其特征在于，所述无机阻燃物选自氢氧化铝、氢氧化镁、多聚磷酸铵、氧化锑、硼酸锌和含钼的无机化合物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的包覆型高镍三元正极材料，其特征在于，所述无机相变材料选自AlCl3、LiNO3、NaNO3、KNO3和NaNO2中的一种或多种形成的混合物或复合物以及熔盐类化合物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的包覆型高镍三元正极材料，其特征在于，所述熔盐类化合物选自Na2SO4、LiNO3-KCl和LiNO3-NaCl中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的包覆型高镍三元正极材料，其特征在于，所述高导热无机材料选自石墨、石墨烯、碳纳米管和氮化铝中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的包覆型高镍三元正极材料，其特征在于，高镍三元正极材料与所述包覆层的质量比为(5～100)：1。
7.根据权利要求1所述的包覆型高镍三元正极材料，其特征在于，所述高镍三元正极材料选自镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述的高安全的包覆型高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将高镍三元正极材料、无机阻燃物、无机相变材料以及高导热无机材料在露点小于-30℃的条件下进行球磨，得到包覆型高镍三元正极材料；
或者，
将高镍三元正极材料、无机阻燃物、无机相变材料以及高导热无机材料在露点小于-30℃的条件下置于粉体包覆设备中进行粉体包覆，再经去磁处理，得到包覆型高镍三元正极材料。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，所述正极包括权利要求1～7任意一项所述的高安全的包覆型高镍三元正极材料。
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