CN112723427A - 一种三元正极前驱体及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种三元正极前驱体及其制备方法和用途。所述三元正极前驱体的化学式为NixCoyMn1‑x‑y(OH)2·aCaB2O4·bCe(OH)3，其中0＜x＜1，0＜y＜1，0.001≤a≤0.1，0.0005≤b≤0.05。制备方法包括以下步骤：将主金属盐溶液、硼酸盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液加入反应釜中进行反应，陈化，干燥，得到所述三元正极前驱体；其中，主金属盐为镍盐、钴盐、锰盐、钙盐和铈盐。本发明中通过在三元正极前驱体材料中掺钙和铈来提升对应正极材料的结构稳定性，抑制循环过程中相变从而提升了电池的循环性能，同时配合硼元素的掺杂，可以同时提升电池的倍率性能。

Description

一种三元正极前驱体及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种三元正极前驱体及其制备方法和用途。
背景技术
锂离子电池正极材料是影响整个电池电化学性能、安全性、成本等的决定性因素。目前商业化应用最广的锂离子电池正极材料当属LiCoO2，但是它制备成本高、容量有限，性能指标不能满足动力电池的应用需求。具有橄榄石型结构的LiFePO4虽已在动力电池领域获得应用，但其理论容量仅有175mAh/g，且电子导电率低。因此，正极材料的比容量已成为限制锂离子电池能量密度提高的瓶颈。三元材料(LiNixCoyMn1-x-yO2)可以综合利用Ni、Co和Mn电化学性能的互补性，展现出明显的三元协同效应，引入Co，能有效抑制Li+和Ni2+的阳离子混排现象，稳定材料的结构，同时提高材料的导电性，但过高的Co浓度会导致Li容量的减低；引入Ni，作为电子活跃物，能有效提高材料的电化学容量，提高材料的能量密度；引入Mn，可以有效降低材料的成本并提高材料的安全性，从而具有良好的热稳定性、更高的比容量、廉价的制备成本等优点，被认为是最具最具商用价值的正极材料。
三元正极材料掺钙、铈提升材料结构稳定性，抑制循环过程中相变发生从而提升循环性能，三元正极材料掺硼，硼酸锂作为快离子导体可以提升材料倍率性能，目前针对硼、钙、铈的共掺杂没有在前驱体阶段实现，无法实现和主金属元素的均匀混合。
CN105609715B通过溶胶-凝胶法在镍锰酸锂晶格中引入铝、钛这两种具有特定离子半径、化合价和物质的量之比的元素，使得制备获得的铝钛共掺杂的镍锰酸锂锂离子电池正极材料在充放电过程中晶格破坏程度小，循环稳定性高，能够保持材料的比容量。但非电化学活性的钛，使得活性物质减少，减小了与电解液的接触面积，减少了Li+离子嵌入和脱嵌的通道数目，从而放电比容量较小。
CN111525113A公开了一种核壳结构高镍三元前驱体及其制备方法，以及一种中空掺杂高镍三元正极材料。所述前驱体为核壳结构，内核为硼掺杂的八面体结构Zn-MOF，外壳为富镍三元前驱体NixCoyMnz(OH)2。所述制备方法分两步合成，第一步通过共沉淀合成八面体结构Zn-MOF(金属有机骨架)，并将其浸泡在硼酸溶液中，获得硼掺杂MOF；第二步在此基础上包覆高镍三元前驱体材料，形成一种核壳结构高镍三元前驱体。该文献中未实现前驱体阶段硼元素与镍钴锰元素进行均匀混合。
如何使硼、钙、铈与镍钴锰三元正极材料在前驱体阶段实现共掺杂，提高正极材料的稳定性以提升电池的性能，是亟待解决的一项技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三元正极前驱体及其制备方法和用途。本发明中通过在三元正极前驱体材料中掺钙和铈来提升对应正极材料的结构稳定性，抑制循环过程中相变从而提升了电池的循环性能，同时配合硼元素的掺杂，可以同时提升电池的倍率性能。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种三元正极前驱体，所述三元正极前驱体的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2·aCaB2O4·bCe(OH)3，其中0＜x＜1，0＜y＜1，0.001≤a≤0.5，0.0005≤b≤0.2。
例如，x可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等。
例如，y可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等。
例如，a可以为0.001、0.005、0.008、0.01、0.016、0.05或0.1等。
例如，b可以为0.0005、0.0008、0.001、0.002、0.005、0.01、0.03或0.05等。
本发明中，三元正极前驱体经过配锂煅烧后结构稳定，可以有效的提升电池的循环性能和倍率性能。
本发明中，钙和铈元素可以共同提升最终正极材料的结构稳定性，从而可以抑制电池循环过程中正极材料相变产生的影响，减少循环过程中结构破坏从而提升循环性能，掺入硼元素，可以提高离子电导率，进一步提升电池的倍率性能，三种掺杂元素协同作用，B-O具有较高的键能，对结构稳定性有一定提升，CaB2O4可提升材料的微观强度，相应可提升材料在电池中的压实密度，从而提升电池体积能量密度，另外CaB2O4也是一种阻燃剂，对于目前大众关注的安全问题电池热失控后的电池燃烧现象具有阻燃的作用，所以三种元素同时进行元素掺杂，可综合提升材料的循环、倍率等综合性能。
本发明中，a值过大，即钙元素和硼元素掺杂过多，会造成放电克容量降低，对倍率性能以及循环性能均有不同程度影响。
本发明中，b值过大，即铈元素掺杂过多，会造成放电克容量降低，对倍率性能以及循环性能均有不同程度影响。
优选地，三元正极前驱体颗粒的平均粒径为3～16μm，例如3μm、5μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、15μm或16μm等。
优选地，三元正极前驱体颗粒的比表面5～25m2/g，例如5m2/g、10m2/g、15m2/g、20m2/g或25m2/g等。
优选地，三元正极前驱体颗粒的振实密度1～2.5g/cm3，例如1g/cm3、1.3g/cm3、1.5g/cm3、1.8g/cm3、2g/cm3、2.3g/cm3或2.5g/cm3等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的三元正极前驱体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将主金属盐溶液、硼酸盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液加入反应釜中进行反应，陈化，干燥，得到所述三元正极前驱体；
其中，所述主金属盐为镍盐、钴盐、锰盐、钙盐和铈盐。
本发明中，通过在镍钴锰盐溶液中添加钙和铈的盐溶液，同时加入硼酸盐溶液、络合剂溶液以及沉淀剂溶液，将上述配制好的溶液发生共沉淀反应，实现了硼、钙和铈三种元素与镍钴锰元素在原子级别的均匀混合。制备得到的三元正极前驱体结构稳定，可以有效的提升电池的循环性能和倍率性能。
优选地，主金属盐溶液以所述三元正极前驱体的化学式进行配比。
优选地，镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或醋酸镍中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，钴盐包括硫酸钴、硝酸钴或醋酸钴中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，锰盐包括硫酸锰、硝酸锰或醋酸锰中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，钙盐包括氯化钙、硝酸钙或醋酸钙中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，铈盐包括硫酸铈、硝酸铈或醋酸铈中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，硼酸盐包括硼砂和/或硼酸钾。
优选地，络合剂包括氨水和/或乙二胺四乙酸二钠。
优选地，沉淀剂包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
优选地，主金属盐溶液的摩尔浓度为0.8～2.5mol/L，例如0.8mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L、1.8mol/L、2mol/L、2.3mol/L或2.5mol/L等。
优选地，硼酸盐溶液的摩尔浓度为0.01～0.03mol/L，例如0.01mol/L、0.015mol/L、0.02mol/L、0.025mol/L或0.03mol/L等。
优选地，络合剂溶液的摩尔浓度为0.1～15mol/L，例如0.1mol/L、1mol/L、2mol/L、5mol/L、8mol/L、10mol/L、12mol/L、13mol/L或15mol/L等。
优选地，沉淀剂溶液的摩尔浓度为2～12mol/L，例如2mol/L、3mol/L、4mol/L、5mol/L、6mol/L、7mol/L、8mol/L、9mol/L、10mol/L、11mol/L或12mol/L等。
优选地，反应在保护性气氛中进行。
优选地，保护性气氛包括氮气、氦气或氩气中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，反应釜中的温度为45～85℃，例如45℃、50℃、55℃、60℃65℃、70℃、75℃、80℃或85℃等。
优选地，陈化后，进行过滤和洗涤操作，然后再干燥。
作为优选的技术方案，所述的三元正极前驱体的制备方法包括如下步骤：
(1)将镍盐、钴盐、锰盐、钙盐、铈盐以所述三元正极前驱体的化学式进行配比后加入去离子水中，配制得到摩尔浓度为0.8～2.5mol/L的主金属盐溶液；将硼酸盐加入去离子水中配制得到摩尔浓度为0.01～0.03mol/L的硼酸盐溶液，同时配制摩尔浓度为0.1～15mol/L的络合剂溶液和2～12mol/L的沉淀剂溶液；
(2)将步骤(1)所述主金属盐溶液、硼酸盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液加入反应釜中，通入氮气，进行反应，陈化，过滤，洗涤，干燥，得到所述三元正极前驱体。
第三方面，本发明提供一种三元正极材料，所述三元正极材料的原料包含第一方面所述的三元正极前驱体。
优选地，三元正极材料由第一方面所述的三元正极前驱体经过配锂煅烧得到。
优选地，配锂的原料包括碳酸锂和/或氢氧化锂。
优选地，煅烧的温度为700～950℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃、900℃或950℃等。
第四方面，本发明还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如三方面所述的三元正极材料。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所提供的三元正极前驱体，经过配锂煅烧得到的正极材料，钙和铈元素可以共同提升材料结构稳定性，从而可以抑制电池循环过程中正极材料相变产生的影响，减少循环过程中结构破坏从而提升循环性能，同时掺入硼元素，可以提高离子电导率，进一步提升电池的倍率性能，三种掺杂元素协同作用，B-O具有较高的键能，对结构稳定性有一定提升，CaB2O4可提升材料的微观强度，相应可提升材料在电池中的压实密度，从而提升电池体积能量密度，另外CaB2O4也是一种阻燃剂，对于目前大众关注的安全问题电池热失控后的电池燃烧现象具有阻燃的作用，所以三种元素同时进行元素掺杂，可综合提升材料的循环、倍率等综合性能。
(2)本发明中，通过在镍钴锰盐溶液中添加钙和铈的盐溶液，同时加入硼酸盐溶液、络合剂溶液以及沉淀剂溶液，将上述配制好的溶液发生共沉淀反应，实现了硼、钙和铈三种元素与镍钴锰元素在原子级别的均匀混合，合成的三元正极前驱体经过配锂煅烧得到对应的正极材料结构稳定，可以有效的提升电池的循环性能和倍率性能。本发明所提供的扣式电池在1C/1C常温条件下循环100周，容量保持率超过91.5％，2C放电克容量与0.1C放电克容量的比值可达93.3％以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2·0.0025CaB2O4·0.001Ce(OH)3，其平均粒径为8μm。
三元正极前驱体的制备方法如下：
(1)将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、氯化钙和硫酸铈按化学式Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2·0.0025CaB2O4·0.001Ce(OH)3的比例加入去离子水中配制成2.2mol/L的主金属盐溶液，硼砂加入去离子水中配制成0.01mol/L的溶液，配制10mol/L的氨水溶液和11mol/L的氢氧化钠溶液；
(2)将步骤(1)所述主金属盐溶液、硼砂溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液通过计量泵按100:13.7:10:40.3的比例加入反应釜，在氮气气氛下以60℃进行共沉淀反应，每1小时测试粒度大小，当浆料中粒径达到8μm后，停止进料，在反应釜内继续搅拌陈化9h，将陈化后的物料进行过滤、洗涤和干燥，得到三元正极前驱体。
将三元正极前驱体和碳酸锂进行混合、空气气氛下在930℃煅烧12h，经破碎、过筛得到上述化学式表示的三元正极材料。
实施例2
本实施例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.65Co0.15Mn0.2(OH)2·0.005CaB2O4·0.0025Ce(OH)3，其平均粒径为9.5μm。
三元正极前驱体的制备方法如下：
(1)将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、氯化钙和硫酸铈按化学式Ni0.65Co0.15Mn0.2(OH)2·0.005CaB2O4·0.0025Ce(OH)3的比例加入去离子水中配制成1.8mol/L的主金属盐溶液，硼砂加入去离子水中配制成0.015mol/L的溶液，配制12mol/L的氨水溶液和8mol/L的氢氧化钾溶液；
(2)将步骤(1)所述主金属盐溶液、硼砂溶液、氨水溶液和氢氧化钾溶液通过计量泵按100:19.4:10:45的比例加入反应釜，在氦气气氛下以58℃进行共沉淀反应，每1小时测试粒度大小，当浆料中粒径达到9.5μm后，停止进料，在反应釜内继续搅拌陈化10h，将陈化后的物料进行过滤、洗涤和干燥，得到三元正极前驱体。
将三元正极前驱体和氢氧化锂经过均匀混合、纯氧气氛下在830℃条件下煅烧12h，经过破碎、过筛得到上述化学式表示的三元正极材料。
实施例3
本实施例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.75Co0.15Mn0.1(OH)2·0.01CaB2O4·0.005Ce(OH)3，其平均粒径为10.5μm。
三元正极前驱体的制备方法如下：
(1)将硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰、硝酸钙和硝酸铈按化学式Ni0.75Co0.15Mn0.1(OH)2·0.01CaB2O4·0.005Ce(OH)3的比例加入去离子水中配制成1.5mol/L的主金属盐溶液，硼砂加入去离子水中配制成0.02mol/L的溶液，配制0.2mol/L的乙二胺四乙酸二钠溶液和8mol/L的氢氧化钾溶液；
(2)将步骤(1)所述主金属盐溶液、硼砂溶液、乙二胺四乙酸二钠溶液溶液和氢氧化钾溶液通过计量泵按100:27.7:45:38的比例加入反应釜，在氦气气氛下以57℃进行共沉淀反应，每1小时测试粒度大小，当浆料中粒径达到10.5μm后，停止进料，在反应釜内继续搅拌陈化7h，将陈化后的物料进行过滤、洗涤和干燥，得到三元正极前驱体。
将三元正极前驱体和氢氧化锂经过均匀混合、纯氧气氛下在800℃条件下煅烧12h，经过破碎、过筛得到上述化学式表示的三元正极材料。
实施例4
本实施例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.85Co0.1Mn0.05(OH)2·0.02CaB2O4·0.01Ce(OH)3，其平均粒径为13.5μm。
所述三元正极前驱体材料的制备方法如下：
(1)将醋酸镍、醋酸钴、醋酸锰、醋酸钙和醋酸铈按化学式Ni0.85Co0.1Mn0.05(OH)2·0.02CaB2O4·0.01Ce(OH)3的比例加入去离子水中配制成1.2mol/L的主金属盐溶液，硼酸钾加入去离子水中配制成0.015mol/L的溶液，配制8mol/L的氨水溶液和5mol/L的氢氧化钾溶液；
(2)将步骤(1)所述主金属盐溶液、硼酸钾溶液、氨水溶液和氢氧化钾溶液通过计量泵按100:65.4:15:48.3的比例加入反应釜，在氦气气氛下以55℃进行共沉淀反应，每1小时测试粒度大小，当浆料中粒径达到13.5μm后，停止进料，在反应釜内继续搅拌陈化5h，将陈化后的物料进行过滤、洗涤和干燥，得到三元正极前驱体。
将三元正极前驱体和氢氧化锂经过均匀混合、纯氧气氛下在760℃条件下煅烧12h，经过破碎、过筛得到上述化学式表示的三元正极材料。
对比例1
本对比例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2，其平均粒径为8μm。
三元正极前驱体的制备方法如下：
(1)将镍、钴、锰的氯化盐按照化学式Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2的比例加入去离子水中，其配制成金属离子浓度为2mol/L的盐溶液，配制12mol/L的氨水溶液和10mol/L的氢氧化钠溶液；
(2)将步骤(1)得到的镍钴锰的硫酸盐溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液通过计量泵按100:11:40的比例加入反应釜，在氮气气氛下以60℃进行共沉淀化学反应，每1小时测试粒度大小，当浆料中粒径达到10μm后，停止进料，继续搅拌陈化8h，将陈化后的物质进行过滤、洗涤和干燥，得到三元正极前驱体。
将三元正极前驱体和碳酸锂进行混合、空气气氛下在930℃煅烧12h，经破碎、过筛得到上述化学式表示的三元正极材料。
对比例2
本对比例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2·0.0025CaB2O4，其平均粒径为8μm。
本对比例中的制备方法与实施例1的区别为主金属盐溶液中仅有硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰和氯化钙，不掺入硫酸铈。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例3
本对比例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2·0.001Ce(OH)3，其平均粒径为8μm。
本对比例中的制备方法与实施例1的区别为主金属盐溶液中仅有硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰和硫酸铈，不掺入氯化钙，省略硼砂溶液。
对比例4
本对比例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2·0.4CaB2O4·0.001Ce(OH)3，其平均粒径为8μm。
制备方法与实施例1保持一致。
对比例5
本对比例提供一种三元正极前驱体，前驱体的化学式为Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2·0.0025CaB2O4·0.15Ce(OH)3，其平均粒径为8μm。
制备方法与实施例1保持一致。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例1-实施例4与对比例1-对比例5得到的三元正极前驱体颗粒的比表面积和振实密度如表1所示。
表1
Figure BDA0002886163130000111
Figure BDA0002886163130000121
将实施例1-实施例4与对比例1-对比例5制备得到的三元正极材料制备成相同的扣式锂离子电池。在3-4.3V条件下进行倍率以及常温循环性能测试，其中倍率性能比较2C和0.1C的放电克容量，即2C/0.1C，比值越大说明倍率性能越好，循环性能是在1C/1C充放电条件下循环100周的容量保持率结果。其结果如表2所示：
表2
Figure BDA0002886163130000122
Figure BDA0002886163130000131
从实施例1与对比例1的数据结果可知，三元正极前驱体在合成阶段进行钙、铈和硼共掺杂后，相比未进行掺杂的三元正极前驱体，对应扣式电池的倍率性能以及循环后容量保持率均有较大幅度提升。
从实施例1与对比例2-对比例3的数据结果可知，当硼、钙共掺杂以及铈单独掺杂到三元正极前驱体中时，对应扣式电池倍率性能以及循环后容量保持率相比三种元素同时掺杂较差。
从实施例1与对比例4和对比例5的数据结果可知，钙、铈和硼的掺杂量过多时，会导致杂相出现，放电克容量急剧下降，倍率性能以及循环后容量保持率均有较大程度下降。
综合表1和表2的数据结果，在粒径以及比表面积和振实密度相差不大的情况下，经过硼、钙和铈三种元素的共同掺杂，本发明所提供的三元正极前驱体中无杂相，使得正极材料中的结构更加稳定，减少了离子混排，1C/1C常温条件下循环100周，容量保持率超过91.5％，2C放电克容量与0.1C放电克容量的比值可达93.3％以上。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种三元正极前驱体，其特征在于，所述三元正极前驱体的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2·aCaB2O4·bCe(OH)3，其中0＜x＜1，0＜y＜1，0.001≤a≤0.1，0.0005≤b≤0.05。
2.根据权利要求1所述的三元正极前驱体，其特征在于，所述三元正极前驱体颗粒的平均粒径为3～16μm。
3.根据权利要求1或2所述的三元正极前驱体，其特征在于，所述三元正极前驱体颗粒的比表面5～25m2/g。
4.根据权利要求1-3任一项所述的三元正极前驱体，其特征在于，所述三元正极前驱体颗粒的振实密度1～2.5g/cm3。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的三元正极前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将主金属盐溶液、硼酸盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液加入反应釜中进行反应，陈化，干燥，得到所述三元正极前驱体；
其中，所述主金属盐为镍盐、钴盐、锰盐、钙盐和铈盐。
6.根据权利要求5所述的三元正极前驱体的制备方法，其特征在于，所述主金属盐溶液以所述三元正极前驱体的化学式进行配比；
优选地，所述镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或醋酸镍中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述钴盐包括硫酸钴、硝酸钴或醋酸钴中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述锰盐包括硫酸锰、硝酸锰或醋酸锰中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述钙盐包括氯化钙、硝酸钙或醋酸钙中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述铈盐包括硫酸铈、硝酸铈或醋酸铈中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述硼酸盐包括硼砂和/或硼酸钾；
优选地，所述络合剂包括氨水和/或乙二胺四乙酸二钠；
优选地，所述沉淀剂包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
7.根据权利要求5或6任一项所述的三元正极前驱体的制备方法，其特征在于，所述主金属盐溶液的摩尔浓度为0.8～2.5mol/L；
优选地，所述硼酸盐溶液的摩尔浓度为0.01～0.03mol/L；
优选地，所述络合剂溶液的摩尔浓度为0.1～15mol/L；
优选地，所述沉淀剂溶液的摩尔浓度为2～12mol/L；
优选地，所述反应在保护性气氛中进行；
优选地，所述保护性气氛包括氮气、氦气或氩气中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述反应釜中的温度为45～85℃；
优选地，所述陈化后，进行过滤和洗涤操作，然后再干燥。
8.根据权利要求5-7任一项所述的三元正极前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将镍盐、钴盐、锰盐、钙盐、铈盐以所述三元正极前驱体的化学式进行配比后加入去离子水中，配制得到摩尔浓度为0.8～2.5mol/L的主金属盐溶液；将硼酸盐加入去离子水中配制得到摩尔浓度为0.01～0.03mol/L的硼酸盐溶液，同时配制摩尔浓度为0.1～15mol/L的络合剂溶液和2～12mol/L的沉淀剂溶液；
(2)将步骤(1)所述主金属盐溶液、硼酸盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液加入反应釜中，通入氮气，进行反应，陈化，过滤，洗涤，干燥，得到所述三元正极前驱体。
9.一种三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料的原料包含如权利要求1-4任一项所述的三元正极前驱体；
优选地，所述三元正极材料由权利要求1-4任一项所述的三元正极前驱体经过配锂煅烧得到；
优选地，所述配锂的原料包括碳酸锂和/或氢氧化锂；
优选地，所述煅烧的温度为700～950℃。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求9所述的三元正极材料。
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