CN114400317A - 一种正极材料及其制备方法、锂离子电池 - Google Patents

一种正极材料及其制备方法、锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种正极材料及其制备方法、锂离子电池，所述正极材料的化学通式为式(1)所示：LiaNimConM1‑m‑nO2(1)式中：1.000≤a≤1.015，0.9≤m≤1.0，0≤n≤0.1，a＝x+y+z，所述M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种，其中：x表示所述正极材料中晶格锂与金属元素的摩尔比值，x＝0.984～0.990；y表示正极材料的活性锂与金属元素的摩尔比值，y＝0.010～0.020；z表示所述正极材料中表面自由锂与金属元素的摩尔比值，z＝0.010～0.015；其中所述金属元素包括Ni、Co和M的总和。本申请通过调控正极材料化学计量比锂量的结构组成，实现了对正极材料首次效率和循环稳定性的有效调控。

Description

一种正极材料及其制备方法、锂离子电池
技术领域
本申请涉及正极材料技术领域，尤其涉及一种正极材料及其制备方法、锂离子电池。
背景技术
超高镍层状单晶正极材料(LiNixMyO2,x>0.9,x+y＝1)是下一代高比能量密度正极材料的候选者之一，其容量高，而且可以有效避免形成微裂纹，维持材料的结构稳定性。但是，在实际制备中，超高镍层状单晶正极材料倾向于形成非化学计量比的Li1-xNi1+xO2化合物，其中x值与合成条件息息相关，材料的重现性极差，严重制约了超高镍层状单晶正极材料的产业化应用。非化学计量比问题形成的主要有两方面原因：第一，Ni2+→Ni3+氧化势垒高，使得Ni2+残余并进入Li+位点，造成Li/Ni混排；第二，高温煅烧过程中，锂盐挥发导致材料缺锂，非化学计量比的问题不仅为超高镍材料的产业化稳定制备带来了一定的挑战，而且它导致了首周容量和循环容量的急剧恶化。
因此，为了保证正极材料同时兼具高容量、高首效和优异循环稳定性，现在急需一种化学计量比锂量的正极材料。
发明内容
本申请的目的是为了提供一种正极材料及其制备方法、锂离子电池，本申请的超正极材料具有化学计量比的锂量，其重现性佳且兼顾高容量、高首效和优异循环稳定性的特点。
为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种正极材料，所述正极材料的化学通式为式(1)所示：
LiaNimConM1-m-nO2 (1)
式中：1.000≤a≤1.015，0.9≤m≤1.0，0≤n≤0.1，a＝x+y+z，所述M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种，其中：
x表示所述正极材料中晶格锂与金属元素的摩尔比值，x＝0.984～0.990；
y表示所述正极材料中活性锂与金属元素的摩尔比值，y＝0.010～0.020；
z表示所述正极材料中表面自由锂与金属元素的摩尔比值，z＝0.010～0.015；
其中，所述金属元素包括Ni、Co和M的总和。
结合第一方面，所述正极材料包括如下特征(1)～(8)中的至少一种：
(1)所述M包括B、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W中的至少一种；
(2)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述二次粒子包括多个带有包覆层的一次粒子；
(3)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述包覆层包括含锂化合物，所述含锂化合物包括Li3BO3、LiAlO2、Li2SiO3、Li3PO4、LiTi2O4、Li4Ti5O12、LiVO3、LiMn2O4、Li2MnO3、LiFeO2、Li2ZrO3、Li3NbO4、Li2MoO3和Li2WO4中的至少一种；
(4)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述包覆层的厚度为2nm～40nm；
(5)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述包覆层在所述正极材料中的质量占比为0.01％～1％；
(6)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，所述一次粒子的中值粒径为1.5μm～3.0μm；
(7)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，所述一次粒子的晶体颗粒形貌包括类球形、凸多面体形和凹多面体形中的至少一种；
(8)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，所述二次粒子的平均粒径为1.5μm～10μm。
结合第一方面，所述正极材料包括如下特征(1)～(2)中的至少一种：
(1)所述正极材料在63.66MPa加压下的粉体电导率为10-4S/cm～10-1S/cm；
(2)所述正极材料的比表面积为0.3m2/g～2.0m2/g。
第二方面，本申请公开了一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：
将NimConM1-m-n(OH)2前驱体与第一锂化合物混合，进行一次热处理得到基体材料，其中，0.9≤m≤1.0，0≤n≤0.1，所述M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种；
将所述基体材料与第二锂化合物混合后，进行二次热处理得到正极材料。
结合第二方面，所述方法包括如下特征(1)～(8)中的至少一种：
(1)所述M包括B、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W中的至少一种；
(2)所述第一锂化合物和NimConM1-m-n(OH)2前驱体的摩尔比为1.01～1.10；
(3)所述第一锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、二水合醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和磷酸锂中的至少一种；
(4)所述一次热处理的温度为700℃～850℃；
(5)所述一次热处理的时间为6h～20h；
(6)所述一次热处理在第一含氧氛围中进行；
(7)所述一次热处理在第一含氧氛围中进行，所述第一含氧氛围的含氧量为90.00％～99.99％；
(8)在所述基体材料的XRD图谱中，所述基体材料具有组合的(102)和(006)晶面与(101)晶面的布拉格衍射峰强度比R，其中，
Figure BDA0003407832170000031
且R小于0.41。
结合第二方面，在进行一次热处理之前还包括将第一掺杂剂加入到所述NimConM1-m-n(OH)2前驱体与第一锂化合物中的步骤，其包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
(1)所述第一掺杂剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物；
(2)所述第一掺杂剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物，所述金属含氧化合物或非金属含氧化合物包括Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba、W元素中至少一种的氧化物、含氧酸盐或氢氧化物中的至少一种；
(3)所述第一掺杂剂在所述基体材料中的质量占比为100ppm～10000ppm；
(4)所述第一掺杂剂的平均粒径为0.01μm～5μm。
结合第二方面，将所述基体材料与第二锂化合物混合前还包括对所述基体材料进行洗涤的步骤，其包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
(1)所述洗涤的溶剂包括蒸馏水、乙醇中的至少一种；
(2)所述洗涤的溶剂与所述基体材料的质量比为1：(0.5～3)；
(3)所述洗涤的时间为0.01h～0.5h；
(4)所述基体材料洗涤后的锂损失量为0.03mol～0.05mol。
结合第二方面，所述方法包括如下特征(1)～(6)中的至少一种：
(1)所述第二锂化合物在所述正极材料中的质量占比为0.05％～3％；
(2)所述第二锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、二水合醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和磷酸锂中的至少一种；
(3)所述二次热处理的温度为300℃～700℃；
(4)所述二次热处理的时间为4h～10h；
(5)所述二次热处理在第二含氧氛围中进行；
(6)所述二次热处理在第二含氧氛围中进行，所述第二含氧氛围的含氧量为90.00％～99.99％。
结合第二方面，在进行二次热处理之前还包括将包覆剂加入到所述基体材料和第二锂化合物中的步骤，所述方法包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
(1)所述包覆剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物；
(2)所述包覆剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物，所述金属含氧化合物或非金属含氧化合物包括Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba、W元素中至少一种的氧化物、含氧酸盐或氢氧化物中的至少一种；
(3)所述包覆剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物，所述包覆剂在所述正极材料中的质量占比为100ppm～10000ppm；
(4)所述包覆剂的平均粒径为0.01μm～5μm。
第三方面，本申请提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括第一方面所述的正极材料或第二方面所述的方法制备的正极材料。
本申请与现有技术相比，具备如下有益效果：
本申请的正极材料，具有化学计量比的锂量，其具有高容量、高首次效率和优异循环性能的优点。
本申请通过将NimConM1-m-n(OH)2前驱体与第一锂化合物进行一次热处理，实现基体材料中晶格锂的有效调控，保证材料具有较好的层状结构，将基体材料与第二锂化合物混合进行表面包覆的同时实现进一步的补锂，二次热处理过程能够促进材料岩盐相向层状结构的转变，进一步改善界面层状结构稳定性。本申请通过调控材料化学计量比锂量的结构组成，实现了对正极材料首次效率和循环稳定性的有效调控。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请正极材料的制备流程图；
图2为本申请实施例3正极材料在不同放大倍数下的扫描电镜图片；
图3为对比例1正极材料在不同放大倍数下的扫描电镜图片；
图4为本申请实施例3和对比例1正极材料的首周充放电曲线对比图；
图5为本申请实施例3和对比例1正极材料1C循环50周的容量保持率。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
为了容易理解本申请，特定术语在本申请中被恰当地定义。除非本文中另外定义，本申请中使用的科学术语和技术术语具有本申请所属领域中的技术人员通常理解的含义。
如本文所用，术语“单晶”是指在粒子内部不包括晶界(grain boundary)的状态的晶体，并且如本文所用的术语“一次粒子”是指单独存在而不形成凝聚体的粒子。
如本文所用的术语“二次粒子”是指上述一次粒子凝聚而成的粒子。
本申请提供一种正极材料，该正极材料的化学通式为式(1)所示：
LiaNimConM1-m-nO2 (1)
式中：1.000≤a≤1.015，0.9≤m≤1.0，0≤n≤0.1，a＝x+y+z，M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种，其中：
x表示正极材料中晶格锂与金属元素的摩尔比值，x记为晶格锂量，正极材料的晶格锂量x为0.984～0.990；
y表示正极材料中活性锂与金属元素的摩尔比值，y记为界面锂量，正极材料的界面锂y为0.010～0.020；
z表示正极材料中表面自由锂与金属元素的摩尔比值，z记为表面锂量，正极材料的表面锂量z为0.010～0.015；
其中，上述金属元素包括Ni、Co和M的总和。
在上述技术方案中，本申请的正极材料中，化学计量比锂量a为锂元素与金属元素(Ni、Co和M的总和)的摩尔比值，其中，锂元素主要分布在正极材料的晶格内、界面和表面，其分布的量依次通过晶格锂量x、界面锂量y和表面锂量z体现，本申请通过控制正极材料的晶格锂量x为0.984～0.990、界面锂量y为0.010～0.020及表面锂量z为0.010～0.015，使得本申请正极材料的化学计量比锂量a介于1.000～1.015之间，表明本申请的正极材料为化学计量比锂量的化合物，其重现性和稳定性良好，将其作为锂离子电池的正极材料具有优良的首次效率和循环性能。
具体地，a的取值可以是1.000、1.002、1.005、1.007、1.010、1.012和1.015等，当a小于1.000时，正极材料表现为典型的非化学计量比，存在首周不可逆容量损失和循环性能劣化的问题。此时材料的结构为
Figure BDA0003407832170000061
Ni2+同时分布在Li+层(3a位点)和[NiO2]层，材料充电过程中，层间镍周围的锂优先脱出，3a位点镍离子氧化后，镍离子周围的Li+很难再嵌入，导致Li+的扩散困难，电化学极化急剧增加。当a大于1.015时，制备的正极材料其动力学受限，首次效率和容量均会降低。
在式(1)中，m的取值可以是0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99和1.0等。
在式(1)中，n的取值可以是0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、.0.08、0.09和1.0等。
需要说明的是，LiaNimConM1-m-nO2中各元素含量可以通过公知的ICP、ICP-MS等公知的各元素进行定性分析和/或定量分析的仪器来测定。
具体地，正极材料的晶格锂量x为0.984～0.990，正极材料的晶格锂量x具体可以是0.984、0.985、0.986、0.987、0.988、0.989和0.990等，晶格锂量具体指的是正极材料中晶格锂与金属元素的摩尔比值，晶格锂量x的通过下式(2)计算可得：
x＝1.073-0.228R+0.039R2 (2)
其中，
Figure BDA0003407832170000071
R表示正极材料组合的布拉格峰102和006与布拉格峰101的比率，I(102)和I(006)表示正极材料2θ＝38°左右的布拉格衍射峰强度，I(101)表示正极材料2θ＝36°左右的布拉格衍射峰强度。
在一些实施方式中，正极材料的界面锂量y为0.010～0.020，正极材料的界面锂量y可以是0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、0.015、0.016、0.017、0.018、0.019和0.020等，可以理解的，界面锂指的是存在于正极材料六方层状相和岩盐相界面层的活性锂，界面锂量y指的是正极材料六方层状相和岩盐相界面层的活性锂与金属元素的摩尔比值，当界面锂量y维持在0.010～0.020之间时，材料体相层状结构稳定，当正极材料的界面锂量小于0.010时，导致正极材料的电化学极化增加，结构稳定性减弱，从而降低首次效率和循环稳定性。当正极材料的界面锂量大于0.020时，则不利于晶格锂在界面处的发生电荷转移。
在一些实施方式中，正极材料的表面锂量z为0.010～0.015，可以理解的，表面锂指的是材料表面的自由锂，即为正极材料的表面残碱的另一种表述，表面残碱指的是自由锂与CO2或水反应形成的Li2CO3和LiOH。表面残碱通常指的是Li2CO3和LiOH在正极材料中的质量百分含量。本申请中表面锂量z为正极材料中表面自由锂与金属元素的摩尔比值。表面锂量z通过下式(3)计算可得：
Figure BDA0003407832170000072
其中，A表示正极材料表面OH-的含量，B表示正极材料表面CO3 2-的含量，A和B通过电位滴定仪测试得到，M为正极材料(LiaNimConM1-m-nO2)的相对分子量。
正极材料的表面锂量z具体可以是0.010、0.011、0.012、0.013、0.014和0.015等，正极材料的表面锂量z大于0.015时，材料表面残碱高，浆料加工呈果冻状，材料循环过程中，表面氢氧化锂和碳酸锂与电解液发生反应，生成大量气体，使得材料循环稳定性下降。
可以理解的，本申请正极材料的化学计量比锂量a＝晶格锂量x+界面锂量y+表面锂量z，当控制正极材料的晶格锂量x为0.984～0.990、正极材料的界面锂量y为0.010～0.020以及正极材料的表面锂量z为0.010～0.015时，制备的正极材料的化学计量比锂量a介于1.000～1.015之间，使得正极材料能够表现出较高的首周放电容量、首周库伦效率和循环稳定性。
在一些实施方式中，M包括B、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba、W中的至少一种。
在一些实施方式中，正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在一次粒子的至少部分表面的包覆层，二次粒子包括多个带有包覆层的一次粒子。
可以理解的是，一次粒子为单个细小晶粒，二次粒子为一次粒子团聚后形成的粒子，优选地，二次粒子是一次粒子经包覆后团聚形成的聚集体，本申请的正极材料可以为一次粒子，还可以二次粒子，还可以是一次粒子和二次粒子的混合组成。
在一些实施方式中，包覆层包括含锂化合物，含锂化合物包括Li3BO3、LiAlO2、Li2SiO3、Li3PO4、LiTi2O4、Li4Ti5O12、LiVO3、LiMn2O4、Li2MnO3、LiFeO2、Li2ZrO3、Li3NbO4、Li2MoO3和Li2WO4中的至少一种，将含锂化合物作为包覆层，可以通过补锂的方式提高正极材料表面的结构稳定性。
在一些实施方式中，包覆层的厚度为2nm～40nm，包覆层的厚度具体可以是2nm、5nm、10nm、15nm、20nm、22nm、28nm、30nm、34nm、37nm、39nm和40nm，第一包覆层的厚度也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，包覆层在正极材料中的质量占比为0.01％～1％，包覆层在正极材料中的质量占比具体可以是0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％和和1％等，控制包覆层在正极材料中的占比在上述范围内，既能较好的隔离电解液对正极材料表面的侵蚀，又能维持正极材料表面具有较好的电子导电性和离子导电性。
在一些实施方式中，本申请提供的正极材料经过扫描电子显微镜(SEM)和粒度测试共同检测后，一次粒子的中值粒径为1.5μm～3.0μm，一次粒子的中值粒径可以是1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、2.0μm、2.1μm、2.2μm、2.3μm、2.4μm、2.5μm、2.6μm、2.7μm、1.8μm、2.9μm和3.0μm等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。将一次粒子的中值粒径限制在上述范围内，有利于抑制层状相结构转变和阳离子混排程度。
在一些实施方式中，一次粒子的晶体颗粒形貌包括类球形、凸多面体形和凹多面体形中的至少一种。
在一些实施方式中，二次粒子的平均粒径为1.5μm～10μm，二次粒子的平均粒径具体可以是1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm和10μm等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，正极材料在63.66MPa加压下的粉体电导率为10-4S/cm～10- 1S/cm，正极材料在63.66MPa加压下的粉体电导率具体可以是10-4S/cm、10-3S/cm、10-2S/cm和10-1S/cm等，将正极材料在63.66MPa加压下的粉体电导率控制上述范围内，能够有效提高正极材料在高电流速率下的放电容量。
在一些实施方式中，正极材料的比表面积为0.3m2/g～2.0m2/g，正极材料的比表面积为0.3m2/g、0.4m2/g、0.5m2/g、0.6m2/g、0.7m2/g、0.8m2/g、0.9m2/g、1m2/g、1.3m2/g、1.5m2/g、1.7m2/g和2.0m2/g等，将正极材料的比表面积控制上述范围内，有利于提高由该正极材料制成的锂电池的循环性能。
本申请还提供一种正极材料的制备方法，如图1所示，为本申请正极材料的制备流程图，包括以下步骤：
步骤S100、将NimConM1-m-n(OH)2前驱体和第一锂化合物混合后进行一次热处理得到基体材料，其中，0.9≤m≤1.0、0≤n≤0.1，M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种。
步骤S200、将基体材料与第二锂化合物混合后进行二次热处理得到正极材料。
本申请通过将NimConM1-m-n(OH)2前驱体与第一锂化合物进行一次热处理，实现基体材料中晶格锂的有效调控，保证材料具有较好的层状结构，将基体材料与第二锂化合物混合进行表面包覆的同时实现进一步的补锂，二次热处理过程能够促进材料岩盐相向层状结构的转变，进一步改善界面层状结构稳定性。本申请通过调控材料化学计量比锂量的结构组成，实现了对正极材料首次效率和循环稳定性的有效调控。
下面具体介绍本申请的制备方法：
步骤S100、将NimConM1-m-n(OH)2前驱体、第一锂化合物混合后进行一次热处理得到基体材料，其中，0.9≤m≤1.0，0≤n≤0.1，M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种。
在一些实施方式中，M包括B、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W中的至少一种。
在一些实施方式中，NimConM1-m-n(OH)2前驱体包括Ni0.94Co0.055Mn0.005(OH)2、Ni0.90Co0.085Al0.015(OH)2、Ni0.90Co0.09W0.01(OH)2和Ni0.90Co0.085B0.015(OH)2中的至少一种。
在一些实施方式中，第一锂化合物和NimConM1-m-n(OH)2前驱体的摩尔比为1.01～1.10，第一锂化合物和NimConM1-m-n(OH)2前驱体具体可以是1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09和1.10等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。将所述第一锂化合物和NimConM1-m-n(OH)2前驱体的摩尔比控制在上述范围内，有利于固相反应向生成层状相的方向进行，但是又不至于存在锂化合物杂质相。
在一些实施方式中，第一锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、二水合醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，一次热处理的温度为700℃～850℃，一次热处理的温度具体可以是700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃、800℃、810℃、820℃、830℃、840℃和850℃等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。将一次热处理的温度控制在上述范围内，有利于促进层状相的生成和一次粒子的生长。
在一些实施方式中，一次热处理的时间为6h～20h，一次热处理的时间具体是6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h和20h等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。将一次热处理的时间控制在上述范围内，有利于促进层状相的生成和一次粒子的生长。
在一些实施方式中，一次热处理在第一含氧氛围中进行，第一含氧氛围的含氧量为90.00％～99.99％，第一含氧氛围中的含氧量具体可以是99.00％、99.10％、99.25％、99.36％、99.45％、99.50％、99.68％、99.71％、99.80％和99.99％等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。将一次热处理的第一含氧量控制在上述范围内，能够促进固相反应向生成LiMO2层状相的方向进行，同时反应过程中避免了水分和二氧化碳的引入，使得材料表面残碱得以控制。
在一些实施方式中，基体材料的平均粒径为1.5μm～3.0μm，基体材料的平均粒径可以是1.5μm、1.8μm、2.0μm、2.3μm、2.5μm、2.7μm和3.0μm等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，基体材料具有组合的(102)和(006)晶面与(101)晶面的布拉格衍射峰的强度的比率R，其中
Figure BDA0003407832170000101
且R小于0.41。本申请通过R值评估基体材料中阳离子的混合程度，当R小于0.41时，能够保证材料中锂离子扩散通道顺畅，减小扩散势垒，有利于材料中锂离子的化学计量比排列。
具体地，本申请控制R小于0.41目的是为了控制基体材料的晶格锂量大于0.986，进而控制正极材料成品中的晶格锂量，根据式(2)可知：R值与晶格锂量成反比，基体材料的的R小于0.41，使得基体材料的晶格锂量大于0.986，则正极材料的晶格锂量可以控制在0.984～0.990的有效范围内；当基体材料的R值大于0.41时，正极材料的晶格锂量将低于0.984，锂镍混排严重，当Ni原子占据锂层的位点时，101峰的强度迅速衰减，正极材料的表界面生成大量岩盐相，从而降低正极材料的导电性。
在进行一次热处理之前还包括将第一掺杂剂加入混合的步骤，具体地，将NimConM1-m-n(OH)2前驱体、第一锂化合物和第一掺杂剂混合后进行一次热处理得到基体材料。
在一些实施方式中，第一掺杂剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物，金属含氧化合物或非金属含氧化合物加入有助于稳定层状结构和促进一次粒子的生长。
在一些实施方式中，金属含氧化合物或非金属含氧化合物包括Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W元素中的至少一种的氧化物、含氧酸盐或氢氧化物中的至少一种，典型但非限制性的示例：包括MgO、Mg(OH)2、Al2O3、Al(OH)3、SiO2、(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、CaO、Ca(OH)2、TiO2、NH4VO3、Cr2O3、Mn3O4、Fe3O4、ZnO、SrCO3、Y2O3、ZrO2、Zr(OH)4、Nb2O5、MoO3、In2O3、Ba(OH)2、WO3、Fe3O4、ZnO中的一种或多种组合。
在一些实施方式中，金属含氧化合物或非金属含氧化合物在基体材料中的质量占比为100ppm～10000ppm，金属含氧化合物或非金属含氧化合物在基体材料中的质量占比可以是100ppm、500ppm、1000ppm、2000ppm、2500ppm、5000ppm、7500ppm和10000ppm等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。控制金属含氧化合物或非金属含氧化合物在基体材料中的质量占比在上述范围内，有利于维持层状结构和促进一次粒子的生长。
在一些实施方式中，第一掺杂剂的平均粒径为0.01μm～5μm，第一掺杂剂的平均粒径具体可以是0.01μm、0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm和5μm等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在步骤S200之前还包括将基体材料进行洗涤的操作。
在上述步骤中，本申请对基体材料进行洗涤，洗去材料表面的残余锂，改善材料的表面形貌，提高材料的容量和稳定性。随着洗涤次数的增加，通过测试材料的pH值的不断降低，证明洗涤可以降低材料表面的碱性(残余锂)。
在一些实施方式中，洗涤的溶剂包括水和乙醇中的至少一种。
在一些实施方式中，基体材料与溶剂的质量比为1：(0.5～3)，基体材料与溶剂的质量比具体可以是1：0.5、1：1、1：1.5、1：2、1：2.5和1：3等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，洗涤的时间为0.01h～0.5h，洗涤的时间具体为0.01h、0.1h、0.2h、0.3h、0.4h和0.5h等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，基体材料洗涤后的锂损失量为0.03mol～0.05mol，正极材料的锂损失量具体可以是0.03mol、0.04mol和0.05mol等，锂损失量指的是晶格锂，将基体材料M2的锂损失量控制在上述范围内，避免晶格过度失锂。
在一些实施方式中，对上述基体材料进行洗涤后还包括对洗涤后的物料进行固液分离、干燥的步骤。
在一些实施方式中，固液分离的方式包括抽滤、过滤和离心中的至少一种。
在一些实施方式中，干燥的设备包括真空烘箱和红外干燥设备中的至少一种。
在一些实施方式中，干燥在真空条件下进行，真空压力为0.01MPa～0.05MPa，真空压力具体可以是0.01MPa、0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa和0.05MPa等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，干燥的温度为110℃～220℃，干燥的温度具体是110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃和220℃等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，干燥的时间为10h～25h，干燥的时间具体可以是10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h和25h等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
步骤S200、将基体材料与第二锂化合物混合后进行二次热处理得到正极材料。
在上述步骤中，通过二次热处理对基体材料进行表面包覆，一方面，表面包覆能够提高材料表面结构稳定性，另一方面，通过加入第二锂化合物进行补锂，经过二次热处理促进材料岩盐相向层状结构的转变，进一步改善正极材料界面层状结构稳定性。
在一些实施方式中，第二锂化合物在正极材料中的质量占比为0.05％～3％，第二化合物在正极材料中的质量占比具体可以是0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.7％、2％、2.3％、2.5％和3％等，将第二锂化合物在正极材料中的质量占比控制在上述范围内，有利于维持较好的锂量结构和表面结构稳定性。
在一些实施方式中，第二锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、二水合醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和磷酸锂中的至少一种。可以理解的，在正极材料的制备过程中，第一锂化合物和第二锂化合物可相同，也可不同。
在一些实施方式中，二次热处理的温度为300℃～700℃，二次热处理的温度具体可以是300℃、400℃、500℃、600℃和700℃等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。将二次热处理的温度控制在上述范围内，有利于提高正极材料结构的稳定性。
在一些实施方式中，二次热处理的时间为5h～10h，二次热处理的时间具体可以是5h、6h、7h、8h、9h和10h等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，二次热处理在第二含氧氛围中进行，第二含氧氛围的含氧量为90.00％～99.99％，第二含氧氛围中的含氧量具体可以是99.00％、99.10％、99.25％、99.36％、99.45％、99.50％、99.68％、99.71％、99.80％和99.99％等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
在一些实施方式中，在进行二次热处理之前还包括将包覆剂加入混合的步骤。具体地，将基体材料、第二锂化合物和包覆剂混合后进行二次热处理得到正极材料。
在一些实施方式中，包覆剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物，金属含氧化合物或非金属含氧化合物加入的作用是补充晶格锂量和界面锂量的同时修复正极材料的表面结构，加入包覆剂既能减小材料的比表面积，又能改善正极材料的表面结构稳定性，从而减弱材料循环过程中的副反应和结构劣化。
在一些实施方式中，金属含氧化合物或非金属含氧化合物包括Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和元素中的至少一种的氧化物、含氧酸盐或氢氧化物中的至少一种，典型但非限制性的示例：包括MgO、Mg(OH)2、Al2O3、Al(OH)3、SiO2、(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、CaO、Ca(OH)2、TiO2、NH4VO3、Cr2O3、Mn3O4、Fe3O4、ZnO、SrCO3、Y2O3、ZrO2、Zr(OH)4、Nb2O5、MoO3、In2O3、Ba(OH)2、WO3中任意一种或多种组合。
在一些实施方式中，包覆剂在正极材料中的质量占比为100ppm～10000ppm，包覆剂在正极材料中的质量占比具体可以是100ppm、500ppm、1000ppm、2000ppm、5000ppm、7500ppm和10000ppm等，控制包覆剂在正极材料中的质量占比在上述范围内，有利于维持较好的锂量结构和表面结构稳定性。
在一些实施方式中，包覆剂的平均粒径为0.01μm～5μm，包覆剂的平均粒径具体可以是0.01μm、0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm和5μm等，也可以是上述范围内的其他数值，在此不做限定。
可选地，本实施例中采用的混合方式可以为机械混合，例如高混机或VC混合机等。
本申请实施例还提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜、非水电解液和外壳，正极极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的如上述正极材料或如上述正极材料的制备方法制备的正极材料。
下面分多个实施例对本申请实施例进行进一步的说明。其中，本申请实施例不限定于以下的具体实施例。在不变主权利的范围内，可以适当的进行变更实施。
实施例1
本实施例按照如下方法制备正极材料：
(1)将前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2、氢氧化锂和氧化钨加入高混机，高速混合30min；前驱体和锂盐投入摩尔比为Li/A＝1.07(A＝Ni、Co和Mn)，氧化钨在前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2中的质量占比为0.05％，然后在800℃热处理10h，经过破碎和粉碎后，得到基体材料；
(2)称取一定比例的蒸馏水和基体材料，水洗0.1h，对水洗后的材料进行抽滤和真空干燥，得到材料M2；
(3)按照质量比1：0.01:0.01分别称取材料M2、氢氧化锂和氧化钨加入高混机，混合均匀后，在500℃维持5h，得到正极材料。
实施例2
本实施例按照如下方法制备正极材料：
(1)将前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2、氢氧化锂和氧化锆加入高混机，高速混合30min；前驱体和锂盐投入摩尔比为Li/A＝1.07(A＝Ni、Co和Mn)，氢氧化锶在前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2中的质量占比为0.15％，然后在700℃热处理8h，经过破碎和粉碎后，得到基体材料；
(2)称取一定比例的蒸馏水和基体材料，水洗0.1h，对水洗后的材料进行抽滤和真空干燥，得到材料M2；
(3)按照质量比1：0.002:0.01分别称取材料M2、氢氧化锂和氧化钨加入高混机，混合均匀后，在350℃维持5h，得到正极材料。
实施例3
本实施例按照如下方法制备正极材料：
(1)将前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2、氢氧化锂和氧化锆加入高混机，高速混合30min；前驱体和锂盐投入摩尔比为Li/A＝1.07(A＝Ni、Co和Mn)，氧化锆在前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2中的质量占比为0.15％，然后在750℃热处理10h，经过破碎和粉碎后，得到基体材料；
(2)称取一定比例的蒸馏水和基体材料，水洗0.1h，对水洗后的材料进行抽滤和真空干燥，得到材料M2；
(3)按照质量比1：0.01:0.01分别称取材料M2、氢氧化锂和氧化钨加入高混机，混合均匀后，在300℃维持10h，得到正极材料。
实施例4
本实施例按照如下方法制备正极材料：
(1)将前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2、氢氧化锂和氧化锆加入高混机，高速混合30min；前驱体和锂盐投入摩尔比为Li/A＝1.07(A＝Ni、Co和Mn)，氢氧化锶在前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2中的质量占比为0.15％，然后在730℃热处理10h，经过破碎和粉碎后，得到基体材料；
(2)称取一定比例的蒸馏水和基体材料，水洗0.1h，对水洗后的材料进行抽滤和真空干燥，得到材料M2；
(3)按照质量比1：0.002:0.01分别称取材料M2、氢氧化锂和氧化钨加入高混机，混合均匀后，在600℃维持6h，得到正极材料。
实施例5
与实施例3不同的是，步骤(1)中前驱体和锂盐投入摩尔比Li/A＝1.01。
实施例6
与实施例3不同的是，步骤(1)中前驱体和锂盐投入摩尔比为1.05。
实施例7
与实施例3不同的是，步骤(1)中前驱体和锂盐投入摩尔比为Li/A＝1.10。
实施例8
与实施例3不同的是，步骤(2)中洗涤的溶剂为乙醇。
实施例9
与实施例3不同的是，步骤(1)不加入掺杂剂氧化锆。
实施例10
与实施例1不同的是，步骤(3)中不加入包覆剂氧化钨。
实施例11
与实施例1不同的是，将步骤(1)中前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2替换为前驱体LiNi0.90Co0.085Al0.015O2。
实施例12
与实施例1不同的是，将步骤(1)中前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2替换为前驱体LiNi0.90Co0.085B0.015O2。
实施例13
对实施例1不同的是，不进行步骤(2)，直接进行步骤(1)和步骤(3)。
实施例14
对实施例1不同的是，不进行步骤(3)，直接进行步骤(1)和步骤(2)得到正极材料。
对比例1
本对比例按照如下方法制备正极材料：
将前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2、氢氧化锂和氧化锆加入高混机，高速混合30min；前驱体和锂盐投入摩尔比为Li/A＝1.02(A＝Ni、Co和Mn)，氧化锆加入量为0.2％，然后在810℃热处理10h，经过破碎和粉碎后，得到材料M；
对比例2
本对比例按照如下方法制备正极材料：
将前驱体LiNi0.94Co0.055Mn0.005O2、氢氧化锂和氧化锆加入高混机，高速混合30min；前驱体和锂盐投入摩尔比为Li/A＝1.07(A＝Ni、Co和Mn)，氧化锆加入量为0.2％，然后在810℃热处理10h，经过破碎和粉碎后，得到材料M。
对比例和实施例理化特征和电化学性能结果见表1。
测试方法：
(1)R值、晶格锂量、界面锂量和表面锂量的测试方法为通过XRD和电位滴定法进行测定。
(2)用扫描电子显微镜对正极材料进行形貌分析，得到其扫描电子显微镜图片。
(3)对上述合成的正极材料进行XRD测试，X-ray为Cu Kα射线源，扫描范围为10°～90°，步幅为0.02°。
(4)采用电感耦合等离子体发射光谱仪测试材料的金属浓度，计算得到Li/A(A＝Mn、Co和M)值。
(5)采用电位滴定仪测试正极材料表面的残余锂量，具体通过盐酸滴定，再通过消耗的盐酸量换算成自由锂含量，将其换算成摩尔比。
(6)将正极材料组装为扣式半电池，用于评估材料的电化学性能。扣式半电池制作方法为：按照95:3:2的质量比混合所述正极材料、Super P和聚偏二氟乙烯(PVDF)，制备得到正极材料浆料，把浆料均匀涂布在Al箔表面，并在80℃真空干燥，然后辊压和冲孔，得到直径14mm的正极极片。以金属锂片作为负极，Celgard聚丙烯PP膜作为隔膜，以1M LiPF6的碳酸乙烯酯/乙基甲基碳酸酯(EC/EMC体积比＝1:2)溶液为电解液。在充满氩气保护氛围的手套箱中，完成扣式半电池的组装。
(7)采用蓝电充放电测试仪评测正极材料的电化学性能，电压范围为3.0-4.3V，包括常温(25℃)首周充放电容量、首周库伦效率和1C-50周循环性能。1C对应的电流密度为200mA/g。
表1.正极材料理化性能和电化学性能
Figure BDA0003407832170000171
表2.实施例3和对比例1正极材料Li/A比值的测试结果
Figure BDA0003407832170000181
表3.实施例3和对比例1正极材料XRD的测试结果
Figure BDA0003407832170000182
表4.实施例3和对比例1正极材料表面锂的测试结果
Figure BDA0003407832170000183
根据上表1所示：本申请实施例1～14制备的正极材料，通过调控材料化学计量比锂量的结构组成，实现了对正极材料首效和循环稳定性的有效调控。
实施例13不对基体材料进行洗涤直接进行步骤(3)，在电池生产制备过程中，材料表面的残余锂容易吸收空气中的水和二氧化碳发生反应，在材料表面形成碳酸锂和氢氧化锂，造成容量衰减，阻碍锂的扩散，影响电池性能。
实施例14不进行步骤(3)，即未进行补锂烧结，其制备的正极材料结构稳定性低，影响电池性能。
由图2(a)和2(b)可以看出，实施例3所述正极材料为微米级一次粒子及其团聚体组成的超高镍正极材料，材料表面形成了一层包覆层。由图3(a)和图3(b)可知，对比例1的正极材料表面不仅存在微粉附着，未观察到明显的包覆层，材料暴露在空气中，极易与水分和二氧化碳发生反应。
根据ICP的元素测量结果可得(表2)，实施例3和对比例1成品锂量分别为1.014和0.992，对比例1的成品锂量不足。
采用XRD对粉体材料进行结构表征(表3)，可以发现实施例3的(006)和(102)裂分峰以及(101)峰的峰强较弱，同时晶格锂量更高。对比例3和实施例1的晶格锂量分别为0.987和0.980。由电位滴定仪测试得到实施例3和对比例1材料的表面锂量分别为0.012和0.021。本申请实施例3实现了成品锂量、晶格锂量和表面锂量的有效调控，本方案是切实可行的。
材料表面存在粒子破碎产生的微粉附着，这部分微粉粒径小，比表面积大，极易与空气反应。本对比例和实施例分别从成品锂、表面锂和界面的角度设计验证。其中，对比例1成品锂、晶格锂和表面锂都不在合适范围内。对比例2是通过提高Li/A比值解决非化学计量比的问题，但首效和循环较差。实施例1改善了成品锂量和表面锂；实施例2仅改善了表面锂；实施例3改善了成品锂、晶格锂和表面锂；实施例4改善了晶格锂和表面锂。实验证明，包覆层几乎不影响表面锂量，包覆层主要影响成品锂量。
由表1、图4和图5可得，实施例3材料首周放电比容量、首周库仑效率和50周循环容量保持率最佳，分别为234.3mAh·g-1、91.51％和92.77％。由此说明成品锂量、晶格锂量和表面分别控制在合适范围内时，能提升在料的首周库伦效率和循环稳定性。结合图4所示的首周充放电曲线分析，实施例3不仅电化学极化较小，而且在低电位区域的H1相转变动力学反应快，电化学反应活性高，容量贡献较大。结合表1和图5来看，当材料的晶格锂量偏低且残碱偏高时，材料的首效较低，循环稳定性差。当材料的晶格锂量偏低，残碱正常时，材料的循环稳定性有所改善。当材料晶格锂量正常，残碱正常时，材料的首效和循环稳定性进一步提升。当材料晶格锂量、残碱和成品Li/A比值都控制在有效范围内时(实施例3)，材料兼具高首放、高首效和高循环稳定性特征。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，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)

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学通式为式(1)所示：
LiaNimConM1-m-nO2 (1)
式中：1.000≤a≤1.015，0.9≤m≤1.0，0≤n≤0.1，a＝x+y+z，所述M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种，其中：
x表示所述正极材料中晶格锂与金属元素的摩尔比值，x＝0.984～0.990；
y表示所述正极材料中活性锂与金属元素的摩尔比值，y＝0.010～0.020；
z表示所述正极材料中表面自由锂与金属元素的摩尔比值，z＝0.010～0.015；
其中，所述金属元素包括Ni、Co和M的总和。
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(8)中的至少一种：
(1)所述M包括B、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W中的至少一种；
(2)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述二次粒子包括多个带有包覆层的一次粒子；
(3)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述包覆层包括含锂化合物，所述含锂化合物包括Li3BO3、LiAlO2、Li2SiO3、Li3PO4、LiTi2O4、Li4Ti5O12、LiVO3、LiMn2O4、Li2MnO3、LiFeO2、Li2ZrO3、Li3NbO4、Li2MoO3和Li2WO4中的至少一种；
(4)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述包覆层的厚度为2nm～40nm；
(5)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，及包覆在所述一次粒子的至少部分表面的包覆层，所述包覆层在所述正极材料中的质量占比为0.01％～1％；
(6)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，所述一次粒子的中值粒径为1.5μm～3.0μm；
(7)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，所述一次粒子的晶体颗粒形貌包括类球形、凸多面体形和凹多面体形中的至少一种；
(8)所述正极材料包括二次粒子和/或一次粒子，所述二次粒子的平均粒径为1.5μm～10μm。
3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括如下特征(1)～(2)中的至少一种：
(1)所述正极材料在63.66MPa加压下的粉体电导率为10-4S/cm～10-1S/cm；
(2)所述正极材料的比表面积为0.3m2/g～2.0m2/g。
4.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将NimConM1-m-n(OH)2前驱体与第一锂化合物混合，进行一次热处理得到基体材料，其中，0.9≤m≤1.0，0≤n≤0.1，所述M包括过渡金属元素、第II主族元素和第III主族元素中的至少一种；
将所述基体材料与第二锂化合物混合后，进行二次热处理得到正极材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下特征(1)～(8)中的至少一种：
(1)所述M包括B、Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W中的至少一种；
(2)所述第一锂化合物和NimConM1-m-n(OH)2前驱体的摩尔比为1.01～1.10；
(3)所述第一锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、二水合醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和磷酸锂中的至少一种；
(4)所述一次热处理的温度为700℃～850℃；
(5)所述一次热处理的时间为6h～20h；
(6)所述一次热处理在第一含氧氛围中进行；
(7)所述一次热处理在第一含氧氛围中进行，所述第一含氧氛围的含氧量为90.00％～99.99％；
(8)在所述基体材料的XRD图谱中，所述基体材料具有组合的(102)和(006)晶面与(101)晶面的布拉格衍射峰强度比R，其中，
Figure FDA0003407832160000021
且R小于0.41。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在进行一次热处理之前还包括将第一掺杂剂加入到所述NimConM1-m-n(OH)2前驱体与第一锂化合物中的步骤，其包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
(1)所述第一掺杂剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物；
(2)所述第一掺杂剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物，所述金属含氧化合物或非金属含氧化合物包括Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W元素中的至少一种的氧化物、含氧酸盐或氢氧化物中的至少一种；
(3)所述第一掺杂剂在所述基体材料中的质量占比为100ppm～10000ppm；
(4)所述第一掺杂剂的平均粒径为0.01μm～5μm。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述基体材料与第二锂化合物混合前还包括对所述基体材料进行洗涤的步骤，其包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
(1)所述洗涤的溶剂包括蒸馏水和乙醇中的至少一种；
(2)所述洗涤的溶剂与所述基体材料的质量比为1：(0.5～3)；
(3)所述洗涤的时间为0.01h～0.5h；
(4)所述基体材料洗涤后的锂损失量为0.03mol～0.05mol。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下特征(1)～(6)中的至少一种：
(1)所述第二锂化合物在所述正极材料中的质量占比为0.05％～3％；
(2)所述第二锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、二水合醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和磷酸锂中的至少一种；
(3)所述二次热处理的温度为300℃～700℃；
(4)所述二次热处理的时间为5h～10h；
(5)所述二次热处理在第二含氧氛围中进行；
(6)所述二次热处理在第二含氧氛围中进行，所述第二含氧氛围的含氧量为90.00％～99.99％。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在进行二次热处理之前还包括将包覆剂加入到所述基体材料和第二锂化合物中的步骤，所述方法包括如下特征(1)～(4)中的至少一种：
(1)所述包覆剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物；
(2)所述包覆剂包括金属含氧化合物或非金属含氧化合物，所述金属含氧化合物或非金属含氧化合物包括Mg、Al、Si、P、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、In、Ba和W元素中的至少一种的氧化物、含氧酸盐或氢氧化物中的至少一种；
(3)所述包覆剂在所述正极材料中的质量占比为100ppm～10000ppm；
(4)所述包覆剂的平均粒径为0.01μm～5μm。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1～3任一项所述的正极材料或权利要求4～9任一项所述的方法制备的正极材料。
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