CN113428906A - 一种组合物、正极材料及锂离子电池 - Google Patents

一种组合物、正极材料及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种组合物，该组合物的核的化学式为Ni1‑x‑y‑zCoxM1yM3z(OH)2或Ni1‑x‑y‑ zCoxM1yM3zCO3，所述组合物的壳的化学式为Ni1‑m‑nComM2nCO3或Ni1‑m‑nComM2n(OH)2；其中，该M1和M2分别独立地选自Mn和/或Al；该M3选自碱金属元素、碱土金属元素、第IIIA族元素、第IVA族元素、过渡金属及稀土元素中的一种或多种；其中，x、y、z、m、n为摩尔分数，x>0，0.01≤y≤0.10，0≤z≤0.02，m>0，0.2≤n≤0.4，0.60≤1‑x‑y‑z≤0.96，0.30≤1‑m‑n≤0.70；所述组合物的核与壳的摩尔比为2.33至1。本发明组合物可用于制备性能更加优良的锂离子电池正极材料。

Description

一种组合物、正极材料及锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种组合物、正极材料及锂离子电池。
背景技术
随着新能源汽车的推广，动力型锂离子电池得到了极大的发展，同时针对新能源汽车对续航里程的高要求，对其能量密度、高循环性能及高安全性能也有较高的要求。组合物是锂离子电池的关键材料之一，也是阻碍锂离子电池能量密度的关键因素。
目前，国内外三元正极材料厂家所生产的材料多为细小晶粒团聚而成的二次颗粒。然而，二次球形颗粒存在一些亟待解决的问题：(1)二次球结构使得材料结构牢固性差，在电极制备过程中，在使用较高压力进行压实时，二次球易破碎，从而导致材料内部颗粒裸露，与电解液的副反应加剧，金属离子溶出，电化学性能下降；(2)组成二次球的一次颗粒的粒径小，且结构缺陷多，在高电压充分条件下易发生结构坍塌；(3)二次球颗粒内部难以进行结构修饰，充放电过程中界面副反应难以抑制；(4)二次球颗粒容易导致气涨等问题。
研究发现，单晶形貌的正极材料相比于传统二次球结构三元正极材料，不仅具有高电压下更高的比容量和循环稳定性，同时可以有效改善材料的高温性能，胀气等方面的问题，同时，单晶正极材料还具有以下优点：(1)机械强度高，电极压实过程中不容易破碎，压实密度可以达到3.8g/cm3～4.0g/cm3，较高的压实密度可减小材料内阻，减小极化损失，延长电池循环寿命，提高电池能量密度；(2)特殊的一次单晶粒子形貌，比表面积低，有效地减少了材料与电解液之间的副反应；(3)单晶颗粒表面光滑，与导电剂的接触更为充分，有利于锂离子的传输。因此，单晶正极材料的研究将成为锂离子电池材料的研究新方向。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供一种组合物、正极材料及锂离子电池。
本发明第一方面提供一种组合物，所述组合物具有核壳结构，所述核的化学式为Ni1-x-y-zCoxM1yM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxM1yM3zCO3，所述壳的化学式为Ni1-m-nComM2nCO3或Ni1-m- nComM2n(OH)2；所述M1和M2分别独立地选自Mn和/或Al；所述M选自碱金属元素、碱土金属元素、第IIIA族元素、第IVA族元素、过渡金属及稀土元素中的一种或多种；所述M3独立地选自碱金属元素、碱土金属元素、第IIIA族元素、第IVA族元素、过渡金属及稀土元素中的一种或多种；
其中，x、y、z、m、n为摩尔分数，x>0，0.01≤y≤0.10，0≤z≤0.02，0.60≤1-x-y-z≤0.96，m>0，0.2≤n≤0.4，0.30≤1-m-n≤0.70。
本发明第二方面提供所述组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、核前驱体制备：配制Ni源化合物、Co源化合物、M1源化合物和M3源化合物的第一混合水溶液，将所述第一混合水溶液、碳酸盐溶液、氨水进行混合，在碱性条件下，反应得到核前驱体Ni1-x-y-zCoxM1yM3zCO3；其中，M1选自Mn和/或Al；M3选自Mg、Zr、Al、Sc、Ti、W、Sr、Nb、Si、Y、La、Ta、Cs、Ce、Ga、Sn、Er、V、Sm、Mo中的至少一种；x、y、z为摩尔分数，x>0，0.01≤y≤0.10，0≤z≤0.02，0.60≤1-x-y-z≤0.96；
步骤2、壳前驱体制备：配制Ni源化合物、Co源化合物和M2源化合物的第二混合水溶液，与所述核前驱体Ni1-x-y-zCoxM1yM3zCO3、氨水和NaOH溶液混合，在所述核前驱体表面沉淀壳前驱体Ni1-m-nComM2n(OH)2，得到具有核壳结构的前驱体；其中，所述M2选自Mn和/或Al；m、n为摩尔分数，m>0，0.2≤n≤0.4，0.30≤1-m-n≤0.70。
本发明第三方面提供一种采用如上所述制备方法制备得到的组合物与锂盐混合后烧结得到的正极材料。
本发明第四方面提供一种锂离子电池，包含如上所述的正极材料。
下面结合实施例对本发明的组合物进行详细的说明。
一方面，本发明提供一种组合物，该组合物核的化学式为Ni1-x-y-zCoxM1yM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxM1yM3zCO3，所述壳的化学式为Ni1-m-nComM2nCO3或Ni1-m-nComM2n(OH)2；其中，所述M1和M2分别独立地选自Mn和/或Al；所述M选自碱金属元素、碱土金属元素、第IIIA族元素、第IVA族元素、过渡金属及稀土元素中的一种或多种。
作为一种实施方式，M1选自Mn和Al，M2选自Mn；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxAl1- yMnyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxAl1-yMnyM3zCO3，壳的化学式为Ni1-m-nComMnnCO3或Ni1-m-nComMnn(OH)2；
作为一种实施方式，M1选自Mn和Al，M2选自Al；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxAl1- yMnyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxAl1-yMnyM3zCO3，壳的化学式为Ni1-m-nComAlnCO3或Ni1-m-nComAln(OH)2；
作为一种实施方式，M1选自Mn和Al，M2选自Mn和Al；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxAl1- yMnyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxAl1-yMnyM3zCO3，壳的化学式为Ni1-m-nComAl1-nMnnCO3或Ni1-m- nComAl1-nMnn(OH)2；
作为一种实施方式，M1选Al，M2选自Mn；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxAlyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxAlyM3zCO3，壳的化学式为Ni1-m-nComMnnCO3或Ni1-m-nComMnn(OH)2；
作为一种实施方式，M1选自Al，M2选自Al；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxAlyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxAlyM3zCO3，壳的化学式为Ni1-m-nComAlnCO3或Ni1-m-nComAln(OH)2；
作为一种实施方式，M1选自Al，M2选自Mn和Al；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxAlyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxAlyM3zCO3，所述壳的化学式为Ni1-m-nComAl1-nMnnCO3或Ni1-m-nComAl1-nMnn(OH)2；
作为一种实施方式，M1选自Mn，M2选自Mn；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxMnyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxMnyM3zCO3，所述壳的化学式为Ni1-m-nComMnnCO3或Ni1-m-nComMnn(OH)2；
作为一种实施方式，M1选自Mn，M2选自Al；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxMnyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxMnyM3zCO3，所述壳的化学式为Ni1-m-nComAlnCO3或Ni1-m-nComAln(OH)2；
作为一种实施方式，M1选自Mn，M2选自Al和Mn；核的化学式为Ni1-x-y-zCoxMnyM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxMnyM3zCO3，壳的化学式为Ni1-m-nComAl1-nMnnCO3或Ni1-m-nComAl1-nMnn(OH)2。
在一些实施方案中，该Mn可以来源于硫酸锰、乙酸锰、氯化锰、硝酸锰中的一种或者多种；该Al可以来源于硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、三氯化铝、乙酸铝、异丙醇铝、正丙醇铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或者多种。
本发明实施例中，x、y、z、m、n为摩尔分数，x>0，0.01≤y≤0.10，0≤z≤0.02，m>0，0.2≤n≤0.4，0.60≤1-x-y-z≤0.96，0.30≤1-m-n≤0.70。
在一些实施方式中，x>0，0.01≤y≤0.05，0<z≤0.02，m>0，0.2≤n≤0.3，0.80≤1-x-y-z≤0.92，0.34≤1-m-n≤0.60。在一些实施方案中，组合物中的Ni含量的摩尔分数(例如，如式Ni1-x-y-zCoxM1yM3z(OH)2中的1-x-y-z)可以以至少0.60、至少0.61、至少0.62、至少0.63、至少0.64、至少0.65、至少0.66、至少0.67、至少0.68、至少0.69、至少0.70、至少0.71、至少0.75、至少0.80、至少0.81、至少0.82、至少0.83、至少0.85、至少0.86、至少0.88、至少0.89、至少0.90、至少0.91、至少0.92、至少0.93、至少0.94、至少0.95、至少0.951、至少0.953、至少0.955、至少0.957、至少0.96，和/或不大于0.96、不大于0.957、不大于0.955、不大于0.953、不大于0.951、不大于0.95、不大于0.95、不大于0.94、不大于0.93、不大于0.92、不大于0.91、不大于0.90、不大于0.89、不大于0.88、不大于0.86、不大于0.85、不大于0.83、不大于0.82、不大于0.81、不大于0.80、不大于0.75、不大于0.71、不大于0.70、不大于0.69、不大于0.68、不大于0.67、不大于0.66、不大于0.65、不大于0.64、不大于0.63、不大于0.62、不大于0.61、不大于0.60等的摩尔分数存在。
该组合物的平均粒径D50为3～5μm，核的平均粒径D50为2.5～4μm；该组合物的振实密度为1.5～1.9g/cm3。在一些实施方案中，该组合物为一次粒子。在一些情况下，该组合物为二次粒子。该组合物具有核壳结构，能够有效抑制电解液对本体材料的侵蚀和金属离子的溶解，从而保持更多活性材料的锂空位，提高材料的循环稳定性。
在一些实施方案中，组合物的振实密度可以以至少1.5g/cm3、至少1.6g/cm3、至少1.7g/cm3、至少1.8g/cm3、至少1.9g/cm3，和/或不大于1.9g/cm3、不大于1.8g/cm3、不大于1.7g/cm3、不大于1.6g/cm3、不大于1.5g/cm3等的存在。
在一些情况下，该组合物的壳的厚度为0.05～1.1μm；在一些情况下，壳厚小于1.1μm、小于1.05μm、小于1.0μm、小于0.95μm、小于0.9μm、小于0.8μm、小于0.7μm、小于0.6μm、小于0.5μm、小于0.4μm、小于0.3μm、小于0.2μm、小于0.1μm、小于0.08μm、小于0.06μm、小于0.05μm；在一些情况下，壳厚可以为至少0.05μm、至少0.06μm、至少0.08μm、至少0.1μm、至少0.2μm、至少0.3μm、至少0.4μm、至少0.5μm、至少0.6μm、至少0.7μm、至少0.8μm、至少0.9μm、至少0.95μm、至少1.0μm、至少1.05μm、至少1.1μm等。在各种实施方案中，这些的任意的组合也是可以的；例如：壳厚度可以在0.05μm至1.1μm之间。另外，应当理解的是，壳可以在核周围均匀地或非均匀地分布。
壳的厚度对于核壳结构组合物的性能有较大的影响，如果壳的厚度过于薄，壳容易被电解质腐蚀从而暴露核，会影响组合物的稳定性；反之，如果壳过厚，会降低组合物的容量。本发明实施例提供的组合物具有合适的壳的厚度，能够平衡组合物的稳定性和组合物的容量，具有最优的稳定性和容量。
另一方面，本发明实施例还提供一种组合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、核前驱体制备：配制Ni源化合物、Co源化合物、M1源化合物和M3源化合物的第一混合水溶液，将所述第一混合水溶液、碳酸盐溶液、氨水进行混合，在碱性条件下，反应得到核前驱体Ni1-x-y-zCoxM1yM3zCO3；其中，x、y、z为摩尔分数，x>0，0.01≤y≤0.10，0≤z≤0.02，0.60≤1-x-y-z≤0.96；
本发明实施例中，M1选自Mn和/或Al；反应条件包括：pH值为9-12，反应的温度为60-90℃，反应时间为在所述温度下恒温反应3-12h，冷却温度为25-30℃。
所述M3独立地选自碱金属元素、碱土金属元素、第IIIA族元素、第IVA族元素、过渡金属及稀土元素中的一种或多种；进一步地，所述M3选自Mg、Zr、Al、Sc、Ti、W、Sr、Nb、Si、Y、La、Ta、Cs、Ce、Ga、Sn、Er、V、Sm、Mo中的至少一种。
作为一种实施方式，z＝0时，所述步骤1反应得到的产物为Ni1-x-yCoxM1yCO3。
在一些实施方案中，可以在分散剂的存在下反应，该分散剂可以使用表面活性剂、聚乙烯醇、聚甘油中的一种或多种混合物。在一些情况下，表面活性剂可以列举如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG-400)、司盘-80(Span-80)和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(op-10)等。
本发明中，上述表面活性剂可以单独使用也可以两种以上混合使用，还可以与其他分散剂混合使用。本发明实施例中加入上述表面活性剂除实现了普通表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，有利于颗粒分散，使颗粒分布均匀的效果外，更能够调控晶体生长方向和分散性，调节晶体形貌，影响材料的层状结构，使晶体结构生长且粒径均一。
本发明将混合盐溶液与碱液并流加入到分散有表面活性剂的反应釜中，有利于形成大量晶核在继续加入如金属离子及沉淀剂时，在搅拌作用下金属离子和沉淀剂迅速分散在含有表面活性剂溶液中，反应体系中沉淀剂与金属离子浓度都较低，溶液中过饱和度较小，在形成新的晶核的同时，会伴随晶体颗粒逐渐长大并调控颗粒形貌，金属离子并流加料得到的组合物粒径相对分布较为均匀。
步骤2、壳前驱体制备：配制Ni源化合物、Co源化合物和M2源化合物的第二混合水溶液，与所述核前驱体Ni1-x-y-zCoxM1yM3zCO3、氨水、NaOH溶液混合，在所述核前驱体表面沉淀壳前驱体Ni1-m-nComM2n(OH)2，得到具有核壳结构的组合物；所述M2选自Mn和/或Al；m、n为摩尔分数，m>0，0.2≤n≤0.4，0.30≤1-m-n≤0.70。
本发明实施例中，反应条件包括：pH值为10-12，反应温度为60-65℃。在一些实施方案中，Ni源化合物采用来源于氯化镍、硫酸镍、乙酸镍、硝酸镍或其结晶水化合物中的一种或者多种混合物；在一些实施方案中，Co源化合物采用来源于硫酸钴、乙酸钴、氯化钴、硝酸钴或其结晶水化合物中的一种或者多种混合物。
本发明将Ni源化合物、Co源化合物、Mn源化合物和/或Al源化合物配制成溶液，镍盐、钴盐、铝盐和锰盐能够均匀的分布在溶液中，采用均匀分布镍盐、钴盐、铝盐和锰盐的溶液制备组合物。由于Ni、Co、Al、Mn的沉淀平衡常数Ksp不同，会影响Ni、Co、Al、Mn在溶液中形成沉淀的顺序，本发明通过对反应温度、pH、溶液浓度、搅拌速度进行优化，对工艺进行创造性的改进，实现Ni、Co、Al、Mn沉淀顺序的一致，形成均匀沉淀，采用该方法制备得到的组合物，镍、钴、铝和锰均匀的分布在颗粒中，采用该组合物与锂盐混合，经过烧结得到组合物，晶体结构更均一，骨架结构更牢固，有利于材料性能的发挥，有效的提高组合物的容量和倍率性能。
本发明方法先用金属源化合物和分散剂共沉淀，得到单晶前驱体，然后使用该单晶前驱体与锂源、水溶性助剂混合研磨后进行烧结，得到单晶正极材料，其中，单晶前驱体为核壳结构，最终制备得到的正极材料，其形貌结构是单晶形态，具有核壳结构。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种组合物，该组合物为一次粒子，该组合物的核的材料化学式为Ni0.83Co0.07Al0.05Mn0.05CO3，该组合物的壳的材料化学式为Ni0.55Co0.05Al0.4(OH)2，其制备方法是：
步骤1、核前驱体的制备
按照各元素的摩尔比例Ni:Co:Al:Mn＝0.83:0.07:0.05:0.05
计算并称取可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铝盐和可溶性锰盐；将它们一起加入去离子水中进行混合配制成1mol/L的第一混合水溶液A；
将第一混合水溶液A、氨水、碳酸盐溶液、分散剂进行混合，控制pH＝9，并于60℃下恒温反应3h，冷却至30℃，将沉淀物进行过滤、洗涤、干燥，得到核前驱体Ni0.83Co0.07Al0.05Mn0.05CO3；
步骤2、壳前驱体的制备
将Ni源、Co源和Al源按比例溶解在去离子水中，得到第二混合水溶液，与核前驱体Ni0.83Co0.07Al0.05Mn0.05CO3、氨水和NaOH溶液混合，控制体系反应温度在60℃，控制搅拌速度为750转/分钟，并调节混合溶液的pH为10，进行共沉淀反应3h后，将沉淀物进行过滤、洗涤、干燥，得到具有核壳结构的目标产物。
实施例2
本发明实施例2提供的是采用Mg掺杂的组合物，核的化学式为：Ni0.86Co0.08Al0.03Mn0.02Mg0.01CO3，壳的化学式为：Ni0.53Co0.15Al0.1Mn0.22(OH)2，其制备方法与实施例1类似，不同之处在于：
步骤1、Ni0.86Co0.08Al0.03Mn0.02Mg0.01CO3的制备
各元素的摩尔比例Ni：Co：Al：Mn：Mg＝0.86:0.08:0.03:0.02:0.01
计算并称取可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铝盐、可溶性锰盐和掺杂剂Mg(OH)2；将它们一起加入去离子水中进行混合配制成1mol/L的第一混合水溶液A。
实施例3～7与实施例1、2的制备方法类似，不同之处在于：各步骤反应条件、原料比例及产物，具体请参阅表1和表2。
实施例8
一种组合物，该组合物为一次粒子，该核的材料化学式为Ni0.60Co0.30Al0.05Mn0.05CO3，其制备方法是：
步骤1、前驱体Ni0.60Co0.30Al0.05Mn0.05CO3的制备
按照各元素的摩尔比例Ni:Co:Al:Mn＝0.60:0.30:0.05:0.05
计算并称取可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性铝盐和可溶性锰盐；将它们一起加入去离子水中进行混合配制成1mol/L的第一混合水溶液A；
将第一混合水溶液A、氨水、碳酸盐溶液、分散剂进行混合，控制pH＝9，并于60℃下恒温反应3h，冷却至30℃，将沉淀物进行过滤、洗涤、干燥，得到Ni0.60Co0.30Al0.05Mn0.05CO3。
实施例9
本实施例9的组合物为一次粒子，该组合物的核的材料化学式为Ni0.73Co0.17Mn0.10CO3，其制备方法与实施例8类似。
实施例10
本实施例10的组合物为一次粒子，该组合物的核的材料化学式为Ni0.85Co0.08Al0.07CO3，其制备方法与实施例8类似。
实施例11
本实施例11的组合物为一次粒子，该组合物的核的材料化学式为Ni0.91Co0.05Al0.02Mn0.02CO3，其制备方法与实施例8类似。
表1、实施例1～11反应条件
实施例/对比例 分散剂 水溶性烧结助剂 核掺杂金属元素(M) 清洗方法
实施例1 CTAB Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> —— ——
实施例2 CTAB Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> Mg 二氧化碳气流冲洗
实施例3 聚乙烯醇 NaCl —— 碳酸水清洗
实施例4 聚甘油 Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> La 二氧化碳气流冲洗
实施例5 PEG-400 Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> W 碳酸水清洗
实施例6 CTAB Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> —— 二氧化碳气流冲洗
实施例7 Span-80 NaCl —— 碳酸水清洗
实施例8 CTAB NaCl —— 碳酸水清洗
实施例9 Span-80 NaCl —— 二氧化碳气流冲洗
实施例10 CTAB Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> —— 二氧化碳气流冲洗
实施例11 PVP NaCl —— 碳酸水清洗
表2、实施例1～11制备得到的产物
Figure BDA0002421460550000111
对实施例1～11制备得到的组合物进行性能测试，测试结果见表3。
1、振实密度
测试仪器名称：振实密度仪
仪器型号：JZ-1
仪器厂家：成都精新粉体测试设备有限公司
测试方法：以0.0001g的精度称量约10至20g的组合物。将组合物放入量筒，然后将量筒固定在支架上。将组合物重复3000次振实(即，自动提升和下落量筒)，然后测量相应的体积。振实密度＝振实后的质量/振实后的体积。进行三次平行实验，表3中列出的结果代表三次实验的平均值。
表3、实施例1～11的性能测试结果
Figure BDA0002421460550000112
Figure BDA0002421460550000121
请一并参阅表1至表3，可以看出：
实施例2与实施例1相比，实施例2为采用Mg核掺杂的组合物，产物D50为3.61μm，振实密度分别为1.70g/cm3，实施例1为未掺杂的组合物，产物D50为3.04μm，振实密度为1.61g/cm3，与实施例1相比，实施例2采用Mg核掺杂的组合物，产物D50增大，振实密度增加。
实施例4与实施例3相比，实施例4为采用La核掺杂的组合物，产物D50为3.90μm，振实密度分别为1.72g/cm3，实施例3为未掺杂的组合物，产物D50为3.75μm，振实密度为1.68g/cm3，与实施例3相比，实施例4采用La核掺杂的组合物振实密度增加。
实施例5与实施例1、3相比，实施例5采用W核掺杂，产物D50为4.33μm，振实密度为1.83g/cm3；实施例1、3为未掺杂的组合物，产物D50分别为3.04μm和3.75μm，振实密度分别为1.61g/cm3和1.68g/cm3；核掺杂的组合物D50增大，振实密度增加。
实施例6与实施例2相比，实施例2为采用Mg核掺杂的组合物，振实密度为1.70g/cm3，实施例6的振实密度为1.65g/cm3；与实施例6相比，实施例2为采用核掺杂的组合物，在提高镍含量的同时，也能保持振实密度增加。
实施例7与实施例2相比，实施例2为采用Mg核掺杂的组合物，振实密度为1.70g/cm3，实施例7的振实密度为1.66g/cm3；与实施例7相比，实施例2为采用核掺杂的组合物，在提高镍含量的同时，也能保持振实密度增加。
综上所述，本发明组合物中，核掺杂的组合物D50增大，振实密度增加。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种组合物，其特征在于，所述组合物具有核-壳结构，所述组合物的核的化学式为Ni1-x-y-zCoxM1yM3z(OH)2或Ni1-x-y-zCoxM1yM3zCO3，所述组合物的壳的化学式为Ni1-m-nConM2n(OH)2或Ni1-m-nConM2nCO3；所述M1和M2分别独立地选自Mn和/或Al；所述M3选自碱金属元素、碱土金属元素、第IIIA族元素、第IVA族元素、过渡金属及稀土元素中的一种或多种；
其中，x、y、z、m、n为摩尔分数，x>0，0.01≤y≤0.10，0≤z≤0.02，m>0，0.2≤n≤0.4，0.60≤1-x-y-z≤0.96，0.30≤1-m-n≤0.70；
所述组合物的核与壳的摩尔比为2.33至1。
2.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述x>0，0.01≤y≤0.05，0<z≤0.02，m>0，0.2≤n≤0.3，0.80≤1-x-y-z≤0.92，0.34≤1-m-n≤0.60。
3.根据权利要求2所述组合物，其特征在于，所述组合物的平均粒径D50为3～5μm，所述核的平均粒径D50为2.5～4μm。
4.根据权利要求2所述组合物，其特征在于，所述组合物的壳的厚度为0.05～1.1μm。
5.根据权利要求2所述组合物，其特征在于，所述组合物的振实密度为1.5～1.9g/cm3。
6.根据权利要求2所述组合物，其特征在于，所述组合物为一次粒子。
7.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述M3选自Mg、Zr、Al、Sc、Ti、W、Sr、Nb、Si、Y、La、Ta、Cs、Ce、Ga、Sn、Er、V、Sm、Mo中的至少一种。
8.根据权利要求7所述组合物，其特征在于，M3为Mg，1-x-y-z＝0.86，x＝0.08，y＝0.05，z＝0.01；M3为La，1-x-y-z＝0.90，x＝0.08，y＝0.01，z＝0.01；M3为W，1-x-y-z＝0.92，x＝0.04，y＝0.03，z＝0.01。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的组合物与锂盐混合后烧结得到的正极材料。
10.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜以及电解液，其特征在于，所述正极包括权利要求9所述的正极材料。
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