CN110085858A - 一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种铌‑磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法和应用。所述方法包括如下步骤：(1)将可溶性镍盐、钴盐、锰盐按设定比例配成混合盐溶液，然后将混合盐溶液与沉淀剂进行滴加，滴加过程中通过氨水调节上清液中镍离子的浓度，制备镍钴锰前驱体；(2)将步骤(1)的前驱体与磷源混合得到A，将A与锂源混合，然后进行等离子体焙烧，得到磷掺杂高镍三元正极材料；(3)将铌源与步骤(2)的磷掺杂高镍三元正极材料混合后进行等离子体焙烧，即得铌‑磷共掺杂高镍三元正极材料。本发明通过金属‑非金属元素定向掺杂锂位和氧位，有效克服了晶体结构和材料表面的锂残留去除问题。

Description

一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法和应用。
背景技术
本发明背景技术公开的信息仅仅旨在增加对本发明总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
随着全球能源消耗的剧增和环境问题污染的日益严重，作为提供动力电源的可充电锂离子电池(LIB)已从小型的便携式电子设备迅速发展到纯电动汽车(EV)及大型的储能电源。镍钴锰三元电池材料已成为锂离子电池最商业化应用的正极材料之一，有望满足纯电动汽车高功率密度，高能量密度，低成本，高耐久性和高安全性的要求。然而，锂离子电池镍钴锰三元电池材料仍存在许多问题，限制其工业化推广：(1)界面稳定性和存储性能差。在储存过程中，材料容易与环境中的H2O和CO2反应，在材料的表面上形成Li2CO3和LiOH。此外，LiOH与电解质中的LiPF6反应形成HF，从而破坏材料的结构；(2)阳离子混排严重。在高温条件下，电解质中的锂盐挥发导致锂缺陷Li-Ni离子混排；(3)锂离子扩散速率和电子电导较低。在充放电过程中，镍钴锰三元电池材料与电解质反应形成绝缘NiO氧化物，从而增加材料的表面电阻。(4)循环稳定性差。在高温循环过程中，过渡金属通过相邻的四面体空位进入锂离子层，导致层状结构转变为尖晶石状结构。
近年来，研究者采取多种措施用如表面涂层、离子掺杂、核壳和梯度结构及优化电解质等来解决上述问题并改善镍钴锰三元电池材料的电化学性能，掺杂改性是改善正极材料循环稳定性、结构稳定性与安全性有效的方法之一。专利文献CN201710167988.4公开了一种基于高镍材料的钴镁共掺杂改性的三元前驱体及其正极材料的制备方法，将镍钴镁混合溶液、氨水和氢氧化钠混合溶液、并流加入反应釜中，共沉淀反应后，得到前驱体粉末，进而得到镍钴镁三元正极材料。其中非电化学活性Mg2+具有支柱稳定作用减少Ni2+与Li+的混排，有效的提高了材料结构的稳定性和电化学性能。然而，本发明人认为：该发明制备过程需要时刻调控pH，后期焙烧温度高反应时间长，操作过程较为繁琐。专利文献CN108550822A公开了一种镧、镁共掺杂高镍三元锂电池正极材料及制备方法，将镍源、钴源、锰源和镧源、镁源均匀混合后加入沉淀剂和螯合剂，制备前驱体浆料,通过预烧、烧结合成镧镁掺杂的高镍三元正极材料Li1.05-xMgxNi1-2y-zCoyMnyLazO2，其中，0<x<0.05,0<y≤0.1,0<z≤0.05。镧替代钴掺入晶格，镁元素替位锂元素掺入晶格，通过镧离子的掺入可以有效降低晶格中c轴长度，提高a/c轴比例，诱导正极材料合成向层状结构择优生长，有效的改善了材料结构稳定性，通过掺入镁杂质抑制阳离子混排，从而提高正极材料的电化学性能。然而，本发明人认为：该发明前驱体制备工艺实质上为溶胶-凝胶法，不易实现工业化推广，且后期热处理过程同样存在烧结时间长和反应温度高的问题。现有的金属离子共掺杂三元正极材料主要是在前驱体制备过程中通过湿法改性，但该反应过程不易调控得到目标产物，操作过程较为复杂，且掺杂多采用金属离子控制反应条件进入锂/过渡金属位来稳定晶体结构从而提高了其电化学性能。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在于提供一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法和应用。本发明通过金属-非金属元素定向掺杂锂位和氧位，有效克服了晶体结构和材料表面的锂残留去除问题。
本发明第一目的，提供一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料。
本发明第二目的，提供所述铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备方法。
本发明第三目的，提供所述铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法的应用。
为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：
首先，本发明公开了一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料，包括镍钴锰酸锂正极材料、磷元素和铌元素，其中，所述磷元素与所述正极材料中氧元素结合形成稳定的P-O四面体；所述铌元素一方面取代一部分镍稳定晶体结构，另一方面与所述正极材料表面的锂含量形成Li-Nb-O化合物。
本发明的上述高镍三元正极材料通过定向掺杂磷、铌元素，磷与氧形成稳定的四面体结构，铌进入锂位可有效减少离子混排并在材料表面形成Li-Nb-O化合物增加锂离子传输速率，避免电解液直接与正极材料直接接触，有效抑制副反应的发生，同时，铌的掺加还有效降低了正极材料表面的锂含量，从而改善正极材料的高温和高电压条件下的倍率性能和循环稳定性，提高安全性能。
作为进一步的技术方案，所述镍钴锰酸锂正极材料为LiNixCoyMn1-x-yO2(x≥0.5)，优选为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.75Co0.15Mn0.1O2等中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述磷元素的掺杂量为前驱体质量的0.1％-10％。
作为进一步的技术方案，所述铌元素的掺杂量为正极材料质量的0.1％-10％。
其次，本发明公开所述铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将可溶性镍盐、钴盐、锰盐按设定比例配成混合盐溶液，然后将混合盐溶液与沉淀剂进行滴加，滴加过程中通过氨水调节上清液中镍离子的浓度，制备镍钴锰前驱体；
(2)将步骤(1)的前驱体与磷源混合得到A，将A与锂源混合，然后进行等离子体焙烧，得到磷掺杂高镍三元正极材料；
(3)将铌源与步骤(2)的磷掺杂高镍三元正极材料混合后进行等离子体焙烧，即得铌-磷共掺杂高镍三元正极材料。
作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述镍盐包括：Ni(NO3)2、NiCl2、NiSO4、NiC2O4、(CH3COO)2Ni中的一种或几种的混合物。
作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述钴盐包括：Co(NO3)2、CoCl2、CoSO4、CoC2O4、(CH3COO)2Co中的一种或几种的混合物。
作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述锰盐包括：Mn(NO3)2、MnCl2、MnSO4、MnC2O4、(CH3COO)2Mn中的一种或几种的混合物。
作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述沉淀剂包括：Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、K2CO3、KHCO3、NaOH、KOH中的一种或几种的混合物。
作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述镍钴锰前驱体包括：NixCoyMn1-x-yCO3(x>0.5)、NixCoyMn1-x-y(OH)2(x≥0.5)中的一种或两种的混合物。
作为进一步的技术方案，步骤(1)中，所述混合盐溶液中金属离子的中浓度为0.1-10mol/L；所述的沉淀剂浓度为0.1-10mol/L；所述的氨水浓度为0.1-10mol/L。
作为进一步的技术方案，步骤(1)中，制备镍钴锰前驱体的反应条件为：反应时间1-50h，搅拌速率300-800r/min，反应温度为30-80℃，滴加速率为1-10ml/min。
作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述磷源包括：H3PO4、P2O5、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4中的一种或几种的混合物。
作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述磷源的掺加量为前驱体质量的0.1％-10％。
作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述A与锂源的摩尔比为0.85-1.1。
作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述锂源包括LiOH、Li2CO3中的任意一种或两种。
作为进一步的技术方案，步骤(2)中，所述等离子体焙烧的条件为：在等离子体增强回转炉中持续通入含氧气体，并在300-600℃下热处理1-10h。
作为进一步的技术方案，步骤(3)中，所述铌源包括：Nb2O5、Nb2O5·nH2O、NbOCl3、NbF5、NbPO、H3NbO4、C4H4NNbO9·XH2O、C10H25NbO5中的一种或几种的混合物。
作为进一步的技术方案，步骤(3)中，所述铌源的掺加量为正极材料质量的0.1％-10％。
作为进一步的技术方案，步骤(3)中，所述等离子体焙烧的条件为：在等离子体增强回转炉中持续通入含氧气体，并在200-500℃下热处理0.5-5h。
本发明制备方法的特点之一：步骤(1)中，本发明通过调节氨水的进料速率来调节上清液中镍离子的浓度制备前驱体，从而使上清液的反应环境始终适宜前驱体的沉淀，而传统的方法一般采用的是调节沉淀剂的加入量实现上述目的，但这类方法存在的问题是在多组元的共沉淀反应过程中，随着碱液-氨水浓度的增加，同时又有络合反应，pH比较难控制，另外含有锰的氢氧化物容易形成锰氧化物特别是高温反应过程中碱过量和氧存在制备的前驱体性能较差；本发明研究发现：采用氨水调节上清液中镍离子的浓度后，制备的前驱体颗粒球形度好、分布均匀且振实密度高，有效克服了传统方法中存在的问题。
本发明制备方法的特点之二：步骤(2)中，本发明是将磷掺杂在镍钴锰前驱体中，操作过程简单且混合过程中磷源可定向的进入氧位避免共沉淀掺杂过程中磷源的加入导致的一系列副反应。
本发明制备方法的特点之三：步骤(3)中，(1)铌掺杂进去取代一部分镍，从而稳定晶体结构，铌的掺杂还有效消除了正极材料表面的锂含量，形成导电成的Li-Nb-O化合物增加锂离子传输速率。(2)掺杂的铌进入锂位，可有效减少离子混排并在材料表面形成快离子导电层，避免电解液直接与材料直接接触，有效抑制副反应，提高材料电子电导率，显著降低材料表面锂量，从而改善材料的高温和高电压条件下的倍率性能和循环稳定性，提高安全性能。
最后，本发明公开了所述铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法在能源领域中的应用。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：本发明通过定向掺杂磷和铌元素，形成过金属-非金属元素定向掺杂锂位和氧位，有效克服了晶体结构和材料表面的锂残留去除问题，显著改善了高镍三元正极材料的电化学性能。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备流程图。
图2为本发明实施例1-3以及试验例1制备的正极材料的XRD图谱。
图3为本发明实施例1和试验例1制备的正极材料的SEM图。
图4为本发明实施例1和试验例1制备的正极材料的充放电曲线；其中，(a)代表实施例1，(b)代表试验例1。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所述，现有的一些高镍三元正极材料及其制备方法仍然存在一系列不足问题。因此，本发明提出一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料及其制备方法；现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。
实施例1
参考图1，一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.5:0.2:0.3称取一定量的Ni(NO3)2、Co(NO3)2和Mn(NO3)2溶于去离子水中，配制成三种金属离子总浓度为0.1mol/L混合盐溶液，然后将混合盐溶液与0.1mol/L的Na2CO3溶液并流输1L反应釜中，反应温度为50℃，控制进料速率1ml/min，搅拌强度300r/min，反应过程中通过氨水(0.1mol/L)调节反应的上清液中镍离子浓度；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应1小时后经过离心、水洗和干燥后获得Ni0.5Co0.2Mn0.3CO3前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的Ni0.5Co0.2Mn0.3CO3与0.05g磷酸研磨混和30分钟，置于80℃烘箱中干燥1小时，再与LiOH按摩尔比0.85混合后置于通有空气的等离子体增强回转炉中在200℃下处理0.5小时，即可得到磷掺杂高镍三元正极材料；
(3)称取5g步骤(2)制备的磷掺杂高镍三元正极材料，将其和0.05gNb2O5研磨混和1小时，然后置于通有空气的等离子体增强回转炉中，在300℃下处理1小时，即可得到铌-磷共掺杂高镍三元正极材料。
实施例2
参考图1，一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.6:0.2:0.2称取一定量的NiC2O4、CoC2O4和MnC2O4溶于去离子水中，配制成三种金属离子总浓度为10mol/L混合盐溶液，然后将混合盐溶液与10mol/L的(NH4)2CO3溶液并流输反应釜中，反应温度为80℃，控制进料速率10ml/min，搅拌强度500r/min，反应过程中通过氨水(10mol/L)调节反应过程中镍离子浓度；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应30小时后经过离心、水洗和干燥后获得Ni0.6Co0.2Mn0.2CO3前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的Ni0.6Co0.2Mn0.2CO3与0.5g磷酸研磨混和1小时，置于80℃烘箱中干燥2小时，再与LiOH按摩尔比1.1混合后置于通有富氧气体的等离子体增强回转炉中，在400℃下处理5小时，即可得到磷掺杂高镍三元正极材料；
(3)称取5g步骤(2)制备的磷掺杂高镍三元正极材料，将其和0.2gNbPO研磨混和1小时，然后置于通有富氧气体的等离子体增强回转炉中，在400℃下处理2小时，即可得到铌-磷共掺杂高镍三元正极材料。
实施例3
参考图1，一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.8:0.1:0.1称取一定量的NiSO4、CoSO4和MnSO4溶于去离子水中,配制成三种金属离子总浓度为5mol/L混合盐溶液，然后将混合盐溶液与10mol/L的NaOH溶液并流输100L反应釜中，反应温度为80℃，控制搅拌强度800r/min，反应过程中通过氨水(5mol/L)调节反应过程中镍离子浓度；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应50小时后经过离心、水洗和干燥后获得Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2与0.5gNH4H2PO4研磨混和1小时，然后置于80℃烘箱中干燥4小时，再与LiOH按摩尔比0.95混合后置于通有氧气的等离子体增强回转炉中，在500℃下处理3h，即可得到磷掺杂高镍三元正极材料；
(3)称取5g步骤(2)制备的磷掺杂高镍三元正极材料，将其和0.25gH3NbO4研磨混和1小时，然后置于通有氧气的等离子体增强回转炉中，在600℃下处理10小时，即可得到铌-磷共掺杂高镍三元正极材料。
实施例4
参考图1，一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.75:0.15:0.0.1称取一定量的NiCl2、CoCl2和MnCl2溶于去离子水中,配制成三种金属离子总浓度为4mol/L混合盐溶液，然后将混合盐溶液与8mol/L的KOH溶液并流输80L反应釜中，反应温度为60℃，控制搅拌强度800r/min，反应过程中通过氨水(8mol/L)调节反应过程中镍离子浓度；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应40小时后经过离心、水洗和干燥后获得Ni0.75Co0.15Mn0.1(OH)2前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的Ni0.75Co0.15Mn0.1(OH)2与0.001g NH4H2PO4研磨混和1小时，然后置于80℃烘箱中干燥4小时，再与LiOH按摩尔比1混合后置于通有氧气的等离子体增强回转炉中，在500℃下处理5h，即可得到磷掺杂高镍三元正极材料；
(3)称取5g步骤(2)制备的磷掺杂高镍三元正极材料，将其和0.01g NbF5研磨混和1小时，然后置于通有氧气的等离子体增强回转炉中，在500℃下处理8小时，即可得到铌-磷共掺杂高镍三元正极材料。
试验例1
一种高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.5:0.2:0.3称取一定量的Ni(NO3)2、Co(NO3)2、Mn(NO3)2溶于去离子水中，配制成浓度为0.1mol/L混合溶液，然后将混合溶液与0.1mol/L的Na2CO3溶液并流输1L反应釜中，反应温度为50℃，控制进料速率1ml/min，搅拌强度300r/min，反应过程中通过氨水(0.1mol/L)调节反应过程中镍离子浓度；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应1小时后经过离心、水洗和干燥后获得前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的前驱体与LiOH按摩尔比0.85混合后置于通有空气的等离子体增强回转炉中在200℃下处理0.5小时，即可得到高镍三元正极材料。
试验例2
一种高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.5:0.2:0.3称取一定量的Ni(NO3)2、Co(NO3)2、Mn(NO3)2和0.05gH3PO4溶于去离子水中，配制成浓度为0.1mol/L混合溶液，然后将混合溶液与0.1mol/L的Na2CO3溶液并流输1L反应釜中，反应温度为50℃，控制进料速率1ml/min，搅拌强度300r/min，反应过程中调节沉淀剂使pH＝11；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应1小时后经过离心、水洗和干燥后获得前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的前驱体与LiOH按摩尔比0.85混合后置于通有空气的等离子体增强回转炉中在200℃下处理0.5小时，即可得到磷掺杂高镍三元正极材料。
试验例3
一种高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.5:0.2:0.3称取一定量的Ni(NO3)2、Co(NO3)2、Mn(NO3)2和0.05g C4H4NNbO9·XH2O溶于去离子水中，配制成浓度为0.1mol/L混合溶液，然后将混合溶液与0.1mol/L的Na2CO3溶液并流输1L反应釜中，反应温度为50℃，控制进料速率1ml/min，搅拌强度300r/min，反应过程中调节沉淀剂使pH＝11；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应1小时后经过离心、水洗和干燥后获得前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的前驱体与LiOH按摩尔比0.85混合后置于通有空气的等离子体增强回转炉中在200℃下处理0.5小时，即可得到铌掺杂高镍三元正极材料。
试验例4
一种高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将Ni、Co、Mn按摩尔比0.5:0.2:0.3称取一定量的Ni(NO3)2、Co(NO3)2、Mn(NO3)2溶于去离子水中，配制成浓度为0.1mol/L混合溶液，然后将混合溶液与0.1mol/L的Na2CO3溶液并流输1L反应釜中，反应温度为50℃，控制进料速率1ml/min，搅拌强度300r/min，反应过程中调节沉淀剂使pH＝11；反应液在充满反应器后自然溢流排出，搅拌反应1小时后经过离心、水洗和干燥后获得前驱体材料；
(2)称取5g步骤(1)制备的前驱体与LiOH按摩尔比0.85混合后置于通有空气的等离子体增强回转炉中在200℃下处理0.5小时，即可得到高镍三元正极材料。
性能测试：
对本发明所述技术方案得到的实施例1-4和试验例1-4制备的正极材料进行2.7-4.5V放电容量和放电循环保持率的性能测试，结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出随着实施例中铌源含量的增加表面里残量显著降低，且实施例中因同时掺杂磷源和铌源电化学性能明显优于试验例。从试验例可以看出磷源加入只是稳定了晶体结构从而提高电化学性能但对表面锂含量没有影响。
从图2可以看出：铌源-磷源共掺杂并未改变其晶体结构但是衍射强度明显增强，有利于晶体结构的稳定。从图3可以看出：通过氨水调节镍离子浓度制备的前驱体粒度更均匀，形貌更好。从图4可以看出，采用本发明实施例中方法制备的述铌-磷共掺杂高镍三元正极材料具有更好的电化学性能。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料，其特征在于，包括：镍钴锰锂正极材料、磷元素和铌元素，其中，所述磷元素与所述正极材料中放入氧元素结合形成稳定的P-O四面体；所述铌元素一方面取代一部分镍稳定晶体结构，另一方面与所述正极材料表面的锂含量形成Li-Nb-O化合物。
2.如权利要求1所述的铌-磷共掺杂高镍三元正极材料，其特征在于，所述磷元素的掺杂量为前驱体质量的0.1％-10％。
3.如权利要求1所述的铌-磷共掺杂高镍三元正极材料，其特征在于，所述铌元素的掺杂量为正极材料质量的0.1％-10％。
4.如权利要求1-3任一项所述的铌-磷共掺杂高镍三元正极材料，其特征在于，所述镍钴锰锂正极材料为：LiNixCoyMn1-x-yO2，其中，x≥0.5，优选为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.75Co0.15Mn0.1O2中的任意一种或几种。
5.一种铌-磷共掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将可溶性镍盐、钴盐、锰盐按设定比例配成混合盐溶液，然后将混合盐溶液与沉淀剂进行滴加，滴加过程中通过氨水调节上清液中镍离子的浓度，制备镍钴锰前驱体；
(2)将步骤(1)的前驱体与磷源混合得到A，将A与锂源混合，然后进行等离子体焙烧，得到磷掺杂高镍三元正极材料；
(3)将铌源与步骤(2)的磷掺杂高镍三元正极材料混合后进行等离子体焙烧，即得铌-磷共掺杂高镍三元正极材料。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述镍盐包括：Ni(NO3)2、NiCl2、NiSO4、NiC2O4、(CH3COO)2Ni中的一种或几种的混合物；
优选地，步骤(1)中，所述钴盐包括：Co(NO3)2、CoCl2、CoSO4、CoC2O4、(CH3COO)2Co中的一种或几种的混合物；
优选地，步骤(1)中，所述锰盐包括：Mn(NO3)2、MnCl2、MnSO4、MnC2O4、(CH3COO)2Mn中的一种或几种的混合物；
优选地，步骤(1)中，所述沉淀剂包括：Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、K2CO3、KHCO3、NaOH、KOH中的一种或几种的混合物；
优选地，步骤(1)中，所述镍钴锰前驱体包括：NixCoyMn1-x-yCO3、NixCoyMn1-x-y(OH)2中的一种或两种的混合物，其中，所述NixCoyMn1-x-yCO3中的x≥0.5，所述NixCoyMn1-x-y(OH)2中的x≥0.5。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合盐溶液中金属离子的中浓度为0.1-10mol/L；所述的沉淀剂浓度为0.1-10mol/L；所述的氨水浓度为0.1-10mol/L；
优选地，步骤(1)中，制备镍钴锰前驱体的反应条件为：反应时间1-50h，搅拌速率300-800r/min，反应温度为30-80℃，滴加速率为1-10ml/min。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述磷源包括：H3PO4、P2O5、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4中的一种或几种的混合物；
优选地，步骤(2)中，所述磷源的掺加量为前驱体质量的1-10％；
优选地，步骤(2)中，所述A与锂源的摩尔比为0.85-1.1；
优选地，步骤(2)中，所述锂源包括LiOH、Li2CO3中的任意一种或两种；
优选地，步骤(2)中，所述等离子体焙烧的条件为：等离子体增强回转炉中持续通入含氧气体，并在300-600℃下热处理1-10h。
9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述铌源包括：Nb2O5、Nb2O5·nH2O、NbOCl3、NbF5、NbPO、H3NbO4、C4H4NNbO9·XH2O、C10H25NbO5中的一种或几种的混合物；
优选地，步骤(3)中，所述铌源的掺加量为前驱体质量的0.1-10％；
优选地，步骤(3)中，所述等离子体焙烧的条件为：在等离子体增强回转炉中进行持续通入含氧气体，并在200-500℃下热处理0.5-5h。
10.如权利要求1-4任一项所述的铌-磷共掺杂高镍三元正极材料和/或如权利要求5-9任一项所述的制备方法在能源领域中的应用。
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