CN115472841A - 一种正极活性材料及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种正极活性材料及其制备方法、应用。本发明的正极活性材料由包括基体颗粒和覆盖所述基体颗粒至少部分表面和/或孔隙的硼化物包覆层构成；其中，所述基体颗粒具有式1所示的结构；LiNixCoyM1‑x‑yO2式1，式1中，0.6＜x≤0.96，0≤y＜0.2；M为Mn、Mg、Al、Ti、Nb、Zr、Y、Sb、Sr、Ta、Si、Mo、Sn或W中的至少一种；硼化物包覆层包括硼化锆和/或硼化钛，该正极活性材料特殊的组成有助于提升电池的循环性能，降低电池的DCR。

Description

一种正极活性材料及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及一种极片材料，尤其涉及一种正极活性材料及其制备方法、应用，属于二次电池技术领域。
背景技术
近些年随着新能源汽车的快速发展及续航里程的增加，人们对新能源汽车动力电池高倍率充放电性能及使用寿命要求越来越高，其中直流内阻DCR(Directive CurrentResistance)是影响锂离子电池倍率性能和使用寿命的重要因素。
目前，高镍三元正极材料由于其高可逆容量、高工作电压等优点被认为是最有潜力和应用前景的锂离子电池正极材料。然而由于高镍三元正极材料经过水洗降碱后表面较为光滑清洁，因此在存储过程中容易吸附水分、二氧化碳以及其他会与电解液反应的有害杂质，从而生成Li2CO3或LiOH等物质，进而会在高镍三元材料的表面形成绝缘层，阻碍锂离子扩散和电子传输，引起DCR的增加；同时，随着高镍三元正极材料中镍含量的增加，其热分解温度会降低，在充放电过程中，伴随着向尖晶石型和导电性较差NiO型岩盐相的部分相转变以及孔隙的形成，造成晶相结构的不可逆破坏，因此高镍三元正极材料在与电解液的反应过程中，容易被电解液不断侵蚀最终导致锂离子电池循环性能及DCR恶化。
发明内容
本发明提供一种正极活性材料，该正极活性材料特殊的组成有助于提升电池的循环性能，降低电池的DCR。
本发明提供一种正极活性材料的制备方法，该制备方法能够制备出上述的正极活性材料，并且制备方法简单，适用于广泛应用推广。
本发明还提供一种电池，该电池包括上述的正极活性材料，因此该电池在DCR和循环性能方面具有优异表现。
本发明提供一种正极活性材料，其中，所述正极活性材料由包括基体颗粒和覆盖所述基体颗粒至少部分表面和/或孔隙的硼化物包覆层构成；
其中，所述基体颗粒具有式1所示的结构；
LiNixCoyM1-x-yO2式1
式1中，0.6＜x≤0.96，0≤＜y＜0.2；M为Mn、Mg、Al、Ti、Nb、Zr、Y、Sb、Sr、Ta、Si、Mo、Sn或W中的至少一种；
硼化物包覆层包括硼化锆和/或硼化钛。
如上所述的正极活性材料，其中，所述正极活性材料循环300圈后的DCR增长率为10-40％。
如上所述的正极活性材料，其中，所述硼化物包覆层还包括氮化硼和/或氧化硼。
如上所述的正极活性材料，其中，所述基体颗粒的孔隙率为2-5％。
如上所述的正极活性材料，其中，所述正极活性材料的一次颗粒之间的孔隙率小于等于所述基体颗粒的孔隙率，且所述正极活性材料的孔隙率≤3％。
如上所述的正极活性材料，其中，在X射线衍射图谱中，所述正极活性材料具有2θ为36.61°-37.01°的101峰以及2θ为38.28°-38.68°的012峰，且所述101峰的峰面积I101以及所述012峰的峰面积I012满足：(I101/I012)1/2≥1.7。
如上所述的正极活性材料，其中，所述正极活性材料的Dn10满足，0.6μm＜Dn10＜12μm；和/或，
所述正极活性材料的比表面积A满足，0.3m2/g＜A＜0.70m2/g；和/或，
所述硼化物包覆层的质量为所述基体颗粒的质量的0.01-0.1％。
本发明还提供一种如上所述的正极活性材料的制备方法，其中，包括以下步骤：
将式1的基体颗粒与硼化物进行热处理得到所述正极活性材料；
所述硼化物包括硼化锆和/或硼化钛。
如上所述的正极活性材料的制备方法，其中，所述热处理的温度为200-500℃，时间为5-20h。
本发明还提供一种电池，其中，包括如上所述的正极活性材料。
本发明的正极活性材料具有特殊的化学组成，其在应用于电池中后，电池的循环性能得到显著提升，电池的DCR得到显著的降低。
本发明的正极活性材料的制备方法能够制备上述的正极活性材料，该制备方法生产设备简单，生产效率高，成本低，可实现大规模生产。
附图说明
图1为本发明实施例1的正极活性材料的SEM图；
图2为本发明实施例1的XRD图；
图3为本发明实施例1和对比例1的正极活性材料制备得到的电池的DCR曲线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的第一方面提供一种正极活性材料，其中，正极活性材料由包括基体颗粒和覆盖基体颗粒至少部分表面和/或孔隙的硼化物包覆层构成；
其中，基体颗粒具有式1所示的结构；
LiNixCoyM1-x-yO2式1
式1中，0.6＜x≤0.96，0≤y＜0.2；M为Mn、Mg、Al、Ti、Nb、Zr、Y、Sb、Sr、Ta、Si、Mo、Sn或W中的至少一种；
硼化物包覆层包括硼化锆和/或硼化钛。
可以理解，硼化物包覆层可以覆盖基体颗粒的至少部分表面，也可以覆盖基体颗粒的至少部分孔隙，还可以同时覆盖基体颗粒的至少部分表面以及至少部分孔隙。
本发明的基体颗粒具有式1的结构，具体是至少包括锂、钴以及钠的氧化物。进一步地，其还可以掺杂M，M为Mn、Mg、Al、Ti、Nb、Zr、Y、Sb、Sr、Ta、Si、Mo、Sn或W中的至少一种。
根据本发明提供的上述方案，相较于其他正极活性材料，将包括该基体材料以及硼化物包覆层的正极活性材料应用于锂离子电池后，锂离子电池的循环性能得到显著提升，锂离子电池的DCR显著降低。
发明人基于此现象进行分析，认为可能是：一方面，本发明通过设置包括硼化锆和/或硼化钛的硼化物包覆层，使正极活性材料为包括基体颗粒内核、硼化物包覆层覆盖基体颗粒内核的核壳结构，该包覆层有助于减少或抑制锂金属氧化物和电解液的副反应，即使当电池在高压环境下工作时，正极活性材料和电解液之间依旧能够形成稳定的界面，通过避免正极活性离子中金属离子的过渡溶出以及避免缺液现象而使电池的循环性能得到改善，同时，副反应的抑制或减少也能够降低电池内部的产气量，从而也保证了电池的安全性能；另一方面，硼化物包覆层中的硼化锆和/或硼化钛还具有优异的机械性能，将该硼化物包覆层覆盖于基体颗粒的表面和/或孔隙之间，有助于抑制基体颗粒的应力应变，提高正极活性材料的晶相结构稳定性，进而有助提高锂离子电池的循环性能，同时硼化物包覆层中的硼化锆和/或硼化钛具有优异的抗氧化性能以及热稳定性能，有助于减少正极活性材料和电解液之间的副反应，提高电池的循环性能，值得一提的是，硼化物包覆层中硼化锆和/或硼化钛优异的导电性能有利于降低电子的传输阻力和传输距离，降低电池的DCR。
优选地，硼化物包覆层中包括硼化钛时，该正极活性材料能够更好的改善电池的性能。
进一步地，本发明的正极活性材料在循环300圈后的DCR增长率为10-40％，有助于更好的改善电池的电性能。
在本发明的一些实施方式中，硼化物包覆层还包括氮化硼和/或氧化硼。
尤其是当硼化物包覆层还包括氧化硼时，氧化硼可以有效的抑制氧的穿透析出，维持正极活性材料的晶体结构稳定，降低正极活性材料因机械应力而发生晶体结构损坏的可能，从而进一步减少正极活性材料与电解液之间的副反应，提高电池的循环性能。
在本发明的一些实施方式中，基体颗粒的孔隙率为2-5％。
可以理解，本发明的基体颗粒是一次颗粒团聚后形成二次颗粒，因此基体颗粒具有孔隙。具体地，可以是通过连续法或间歇法形成的二次颗粒。当基体颗粒的孔隙率满足上述的范围时，能够在保持基体颗粒的机械强度的情况下，使硼化物包覆层更充分的嵌入孔隙中，提高正极活性材料的结构稳定性以及导电性能，进而改善电池的循环性能以及DCR性能。
可以理解，本发明的硼化物包覆层会嵌入基体颗粒的孔隙之间形成正极活性材料，由于基体颗粒的孔隙会部分填充有硼化物包覆层，因此正极活性材料的孔隙率会小于等于基体颗粒的孔隙率。进一步地，当正极活性材料的孔隙率≤3％，正极活性材料兼具更优异的循环性能和DCR性能。
在本发明的一些实施方式中，在X射线衍射图谱中，正极活性材料具有2θ为36.61°-37.01°的101峰以及2θ为38.28°-38.68°的012峰，且101峰的峰面积I101以及012峰的峰面积I012满足：(I101/I012)1/2≥1.7。
本发明的正极活性材料具有氧缺陷，可以通过X射线衍射图谱中101峰以及012峰的峰强度之间的关系，判断正极活性材料的氧缺陷程度。当101峰的峰面积I101以及012峰的峰面积I012满足上述的关系时，证明正极活性材料的氧缺陷较小，进而该正极活性材料具有优异的结构稳定性，使用该正极活性材料能够更进一步改善电池的循环性能。
发明人还发现对正极活性材料的粒度、比表面积以及正极活性材料与基体颗粒的质量比进行进一步的限定，有助于改善正极活性材料的性能。
例如，正极活性材料的Dn10满足，0.60μm＜Dn10＜12μm。本发明中，Dn10指的是，将所有正极活性材料颗粒物按照从小到大的顺序依次排列，每一颗粒物的序号对应于该颗粒物所排列的位置，当某一颗粒物的序号占所有颗粒物序号的比例为10％时，该颗粒物的粒径。Dn10可以通过激光粒度仪进行测定，在具体的实施方式中，使用激光粒度仪马尔文3000外超测试正极活性材料的Dn10。当正极活性材料的Dn10满足上述的关系时，有利于降低正极活性材料和电解液发生副反应，有助于提高电池的循环性能。
正极活性材料的比表面积A满足，0.3m2/g＜A＜0.70m2/g时，该范围内的比表面积有助于降低正极活性材料和电解液发生副反应，提高电池的循环性能。在一些实施方式中，可以使用动态色谱法比表面积测试仪测试正极活性材料的比表面积(BET)。
硼化物包覆层的质量在基体颗粒的质量中的占比为0.01-0.1％时，能够充分发挥硼化物包覆层和基体颗粒的作用，提高电池的循环性能，降低电池的DCR。
在本发明的一些实施方式中，正极活性材料的耐压强度为80-200MPa。本发明中，耐压强度指的是单位面积正极活性材料所能承受的压力值。耐压强度可以使用岛津DUH-21测试得到。当正极活性材料的耐压强度满足上述限定时，该正极活性材料具有优异的机械性能，有助于进一步的改善电池的电性能以及力学性能。
本发明的第二方面提供一种上述的正极活性材料的制备方法，其中，包括以下步骤：
将式1的基体颗粒与硼化物进行热处理得到正极活性材料；
硼化物包括硼化锆和/或硼化钛。
本发明的制备方法，将式1结构的基体颗粒与硼化物进行热处理，在热处理过程中，硼化物会包覆在基体颗粒的表面和/或孔隙中形成本发明的正极活性材料。
在具体的实施方式中，可以将基体颗粒与硼化物进行混合处理，在混合处理过程中，硼化物与基体颗粒之间发生摩擦、碰撞，从而使硼化物均匀分散；随后可以使基体颗粒与硼化物在氧气和/或氮气的保护下进行热处理得到混合体系，使混合体系快速冷却至室温，得到正极活性材料。其中，氧气和/或氮气中二氧化碳的体积含量小于15％。
本发明的正极活性材料的制备方法为干法包覆，所使用的生产设备简单，生产效率高，成本低，可实现大规模生产。
本发明中，硼化物可以为微米级或亚微米级的一次颗粒；式1结构的基体颗粒可以通过式1a结构的三元前驱体与锂源进行混合处理，经高温烧结、降温冷却、破碎过筛、水洗烘干、筛分后得到。
NixCoyM1-x-y(OH)2式1a
其中，0.8＜x＜0.96，0＜y＜0.2。
在一些实施方式中，式1a结构的三元前驱体与锂源的摩尔比可以为(1.025-1.078)：1，锂源可以为氢氧化锂和/或碳酸锂。
在本发明的一些实施方式中，可以对热处理的温度和时间进行特定的选择，以期在节约能耗的情况下，使硼化物包覆层充分的覆盖基体颗粒的表面和/或孔隙，提高正极活性材料的综合性能。例如，热处理的温度为200-500℃，时间为5-20h，进一步地，热处理的时间为10-15h。
本发明的第三方面提供一种电池，其中，包括上述的正极活性材料。
本发明的电池由于包括上述的正极活性材料，因此具有优异的循环性能以及DCR。
以下，将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行进一步的解释说明。
实施例1
本实施例的正极活性材料按照以下方法制备：
(1)将三元前驱体材料Ni0.93Co0.055Mn0.01Al0.005(OH)2和氢氧化锂通过高混机混合均匀，随后在氧气气氛下进行高温烧结，再进行降温冷却、破碎过筛、水洗烘干得到基体颗粒LiNi0.93Co0.055Mn0.01Al0.005O2；
其中，三元前驱体材料中Ni、Co以及Mn的总摩尔数与氢氧化锂中Li元素的摩尔比为1.05：1，三元前驱体材料的质量为7Kg，高温烧结的温度为740℃，高温烧结的时间为16h；
(2)称取7Kg上述制备的基体颗粒，加入4.2g的硼化钛，在高混机中进行混合处理，随后在氧气的保护下进行热处理得到混合体系，将混合体系冷却至室温，过筛得到正极活性材料；
其中，热处理的温度为320℃，时间为12h。
使用激光粒度仪马尔文3000外超测试正极活性材料的Dn10为3.87μm；使用动态色谱法比表面积测试仪测试正极活性材料的比表面积为0.49m2/g；使用岛津DUH-211S测试单个正极活性材料的耐压强度为148MPa；
使用SEM观察本实施例的正极活性材料的表面形貌。图1为本发明实施例1的正极活性材料的表面形貌图。从图1可以看出，本发明的正极活性材料由基体颗粒和包覆在基体颗粒表面和/或孔隙的硼化物包覆层组成。通过Metis.exe软件在SEM图上自动绘制出正极活性材料的轮廓，将颜色深的孔隙提取出来，经拟合得到正极活性材料的孔隙率为1.06％。
使用XRD测试本实施例的正极活性材料的晶相相貌。图2为本发明实施例1的XRD图。从图2可以看出，本实施例的正极活性材料的XRD图中分裂明显、峰型尖锐的衍射峰，没有出现杂峰，说明本实施例获得的正极活性材料的晶体结构良好、结晶度高。101峰的2θ为36.615°，012峰的2θ为38.282°，101峰的峰面积I101以及012峰的峰面积I012满足：(I101/I012)1/2＝1.96。
实施例2
本实施例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤(2)中，加入7g的硼化锆；
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为3.51μm；BET为0.49m2/g；孔隙率为1.19％；101峰的2θ为36.614°，012峰的2θ为38.281°，(I101/I012)1/2＝1.96；耐压强度为139MPa。
实施例3
本实施例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤(2)中，称取7Kg上述制备的基体颗粒，加入4.2g的硼化钛与4g氧化硼，在高混机中进行混合处理，随后在氧气的保护下进行热处理得到混合体系，将混合体系冷却至室温，过筛得到正极活性材料；
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为3.14μm；BET为0.54m2/g；孔隙率为1.24％；101峰的2θ为36.609°，012峰的2θ为38.265°，(I101/I012)1/2＝1.88；耐压强度为131MPa。
实施例4
本实施例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤(1)中，将三元前驱体材料Ni0.83Co0.115Mn0.05Al0.005(OH)2和氢氧化锂通过高混机混合均匀，随后在氧气气氛下进行高温烧结，再进行降温冷却、破碎过筛得到基体颗粒LiNi0.83Co0.115Mn0.05Al0.005O2；
其中，高温烧结的温度为770℃，高温烧结的时间为16h；
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为2.27μm；BET为0.56m2/g；孔隙率为1.64％；101峰的2θ为36.644°，012峰的2θ为38.310°，(I101/I012)1/2＝1.86；耐压强度为122MPa。
实施例5
本实施例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤(1)中，高温烧结的温度为735℃。
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为0.36μm；BET为0.75m2/g；孔隙率为2.34％；101峰的2θ为36.613°，012峰的2θ为38.280°，(I101/I012)1/2＝1.82；耐压强度为103MPa。
对比例1
本对比例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤(2)中，不加入硼化钛，直接对基体颗粒进行热处理；
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为0.33μm；BET为0.65m2/g；孔隙率为3.01％；101峰的2θ为36.638°，012峰的2θ为38.309°，(I101/I012)1/2＝1.84；耐压强度为78MPa。
对比例2
本对比例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤(2)中，加入4g氧化硼；
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为0.42μm；BET为0.58m2/g；孔隙率为2.47％；101峰的2θ为36.645°，012峰的2θ为38.298°，(I101/I012)1/2＝1.86；耐压强度为99MPa。
对比例3
本对比例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤(2)中，加入3.2g氮化硼；
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为0.50μm；BET为0.59m2/g；孔隙率为2.73％；101峰的2θ为36.614°，012峰的2θ为38.281°，(I101/I012)1/2＝1.82；颗粒耐压强度87MPa。
对比例4
本对比例的正极活性材料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤(2)中，加入4.21g硼化钴；
按照实施例1的方法对正极活性材料的相关参数进行测试，Dn10为1.15μm；BET为0.62m2/g；孔隙率为1.89％；101峰的2θ为36.617°，012峰的2θ为38.284°，(I101/I012)1/2＝1.85；耐压强度为113MPa。
性能测试
1、使用电阻测试仪，测试实施例和对比例的正极活性材料的电阻，测试结果见表1：
表1
电阻(Ohm-cm)
实施例1 102
实施例2 117
实施例3 111
实施例4 127
实施例5 106
对比例1 156
对比例2 215
对比例3 129
对比例4 318
从实施例和对比例可以看出，本发明中设置有包括硼化钛和/或硼化锆的硼化物包覆层能够降低正极活性材料的电阻，有助于降低电池的DCR；
其中，实施例1-2和对比例1相比，正极活性材料的内阻明显降低，说明硼化物包覆层能够明显降低正极活性材料的电阻；实施例1-2和对比例2-3相比，说明只有设置包括硼化钛和/或硼化锆的硼化物包覆层才能够更好的降低正极活性材料的电阻。
2、使用实施例和对比例中获得的正极活性材料分别制备扣式电池，测试扣式电池的首次充放电比容量、首次库伦效率，测试结果见表2；
其中，扣式电池通过包括以下步骤的制备方法制备得到：
正极片的制备：将正极活性浆料设置在铝箔的两个功能表面，然后置于120℃的真空烘箱中干燥2h，待干燥完全后，使用冲孔机将其裁切成直径为10mm的包括正极活性层的圆形正极片，记录其质量后再放入120℃的真空烘箱中干燥12h除去水分，最后放入氨气气氛下的手套箱中进行保存；
其中，正极活性层包括正极活性材料、导电剂SP以及粘结剂PVDF，正极活性材料、导电剂以及粘结剂的质量比为96.5％：1.5％：2％，正极活性层的面载量为15g/cm2；
负极片的制备：负极片为锂片；
电池的制备：将正极片、隔膜以及负极片层叠设置得到电极组件，将电极组件置于铝塑膜中，向铝塑膜中注入30微升的三元商用电解液(LPF/EC-DEC-EMC,EC、DEC以及EMC的体积比为1：1：1，LPF的浓度为1M)，用封口机完成封装得到扣式电池。
测试条件，电池的充放电的电压窗口为2.5～4.25V，测试按照0.2C充电，0.2C放电，温度为25℃。
表2
Figure BDA0003882192510000111
从表2可以看出，本发明实施例获得正极活性材料用于电池中，能够提高电池的首效。
3、使用实施例和对比例中获得的正极活性材料分别制备软包全电池，在45℃，2.8-4.5V条件下测试软包全电池的循环性能以及DCR，测试结果见表3；
其中，软包全电池通过包括以下步骤的制备方法制备得到：
正极片的制备：将正极活性浆料设置在铝箔的两个功能表面，经干燥得到包括正极活性层的正极片；
其中，正极活性浆料中，正极活性材料、导电剂以及粘结剂的总质量百分含量为94.5％，正极活性材料、导电剂SP以及粘结剂PVDF的质量比为94.5％：2.5％：3.0％；正极活性层的表面积为160cm2，正极活性层的涂布密度为0.014g/cm2；
负极片的制备：将负极活性浆料设置在铜箔的两个功能表面，经干燥得到包括负极活性层的负极片；
其中，负极活性层包括人造石墨、导电剂SP以及粘结剂PVDF，人造石墨、导电剂以及粘结剂的质量比为95.5％：2.5％：2％；
电池的制备：将正极片、隔膜(PP/PE/PP)以及负极片层叠设置得到电极组件，将电极组件置于铝塑膜中，向铝塑膜中注入30微升的三元商用电解液(LPF/EC-DEC-EMC,EC、DEC以及EMC的体积比为1：1：1，LPF的浓度为1M)，用封口机完成封装得到800mAh的软包电池。
测试条件，电池的充放电的电压窗口为2.5-4.25V，测试按照0.2C充电，0.2C放电，温度为45℃，电池容量约1Ah、循环300圈。
表3
Figure BDA0003882192510000121
Figure BDA0003882192510000131
从表3可以看出，本发明实施例中的正极活性材料用于制备电池时，有助于改善电池的循环性能和DCR性能。
图3为本发明实施例1和对比例1的正极活性材料制备得到的电池的DCR曲线。从图3可以看出，与对比例1的正极活性材料制备的电池相比，本发明实施例1的正极活性材料所制备的电池在循环300次后，DCR增长缓慢，说明本发明实施例的正极活性材料能够改善电池的循环性能和DCR性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料由包括基体颗粒和覆盖所述基体颗粒至少部分表面和/或孔隙的硼化物包覆层构成；
其中，所述基体颗粒具有式1所示的结构；
LiNixCoyM1-x-yO2式1
式1中，0.6＜x≤0.96，0≤y＜0.2；M为Mn、Mg、Al、Ti、Nb、Zr、Y、Sb、Sr、Ta、Si、Mo、Sn或W中的至少一种；
硼化物包覆层包括硼化锆和/或硼化钛。
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料循环300圈后的DCR增长率为10-40％。
3.根据权利要求1或2所述的正极活性材料，其特征在于，所述硼化物包覆层还包括氮化硼和/或氧化硼。
4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述基体颗粒的孔隙率为2-5％。
5.根据权利要求4所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的孔隙率小于等于所述基体颗粒的孔隙率，且所述正极活性材料的孔隙率≤3％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的正极活性材料，其特征在于，在X射线衍射图谱中，所述正极活性材料具有2θ为36.61°-37.01°的101峰，以及2θ为38.28°-38.68°的012峰，且所述101峰的峰面积I101以及所述012峰的峰面积I012满足：(I101/I012)1/2≥1.7。
7.根据权利要求1-6任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的Dn10满足，0.6μm＜Dn10＜12μm；和/或，
所述正极活性材料的比表面积A满足，0.3m2/g＜A＜0.70m2/g；和/或，
所述硼化物包覆层的质量为所述基体颗粒的质量的0.01-0.1％。
8.一种权利要求1-7任一项所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将式1的基体颗粒与硼化物进行热处理得到所述正极活性材料；
所述硼化物包括硼化锆和/或硼化钛。
9.根据权利要求8所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为200-500℃，时间为5-20h。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的正极活性材料或权利要求8-9任一项所述的制备方法制备得到的正极活性材料。
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