本发明属于锂离子电池技术领域，具体是一种锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术：
随着锂离子电池技术的快速发展以及市场对电芯体系能量密度的要求，高容量层状正极材料li(nixcoymnzm1-x-y-z)o2(0.6<x<1，0<y<0.2，0≤z<0.2))最具有开发前景。
层状材料中，随着ni2+含量的增加，会提高材料的容量，但镍含量较高通常会导致烧结过程中锂镍混排严重影响锂离子脱嵌的库伦效率；其次是高镍含量材料表面残碱度较高，表面结构在锂离子反复脱嵌过程中结构遭到破坏，并与电解液反应，导致循环性能差。解决此类问题的主要思路则是通过材料体相掺杂稳定结构和表面改性稳定界面。
公开号为cn104916837a的专利，通过共沉淀法制备铝掺杂三元正极材料前驱体配锂一次烧结得到原料，再在乙醇体系中混合硼源经二次烧结得到li2o-2b2o3包覆的铝掺杂三元正极材料。公开号为cn105336941a的专利中，通过将镍钴锰前驱体、锂源和纳米金属添加剂球磨混合后烧结，得到结构稳定的高电压镍钴锰酸锂正极材料。但是上述cn104916837a专利中三元体系镍含量较低，单纯的al掺杂及后续硼元素包覆采用乙醇体系及cn104916837a中的干混都不能达到水洗去除表面残碱的作用。
为解决上述问题，本发明将提供一种容量发挥高，循环稳定性好的锂离子电池正极材料。在更高镍含量的三元体系中采用多元素掺杂，水洗和两步烧结工艺，共同优化材料的晶体结构和降低表面残碱含量体提高界面稳定性。整个工艺流程简单，易于规模化生产。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种锂离子电池正极材料，所述正极材料的化学分子式为：lix(niacobmnc)1-ymyo2，其中，0.96≤x≤1.04，0.8≤a≤0.9且a+b+c＝1，m具有通式:bzm’1-z为以m’为以下元素中的一种或几种组成：al、mg、ti、zr，0.01≤y≤0.06，0.1≤z≤0.5；该正极材料被含有l、b、ni、co、mn的一层化合物包覆，包覆层的最表面的b的含量至少为包覆层最内层的b的含量的两倍。
本发明的另一个目的在于提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取镍钴锰氢氧化物、锂源和纳米氧化物添加剂，混合均匀，经第一次烧结得未改性粉体，其中，li：(ni+co+mn)的摩尔比为1.01-1.05:1，纳米氧化物：(ni+co+mn)的摩尔比为0.01-0.06:1；
(2)步骤(1)未改性粉体与水混合后搅拌，离心分离，得到的固体物质烘干粉碎得到水洗粉体；
(3)将水洗粉体与硼源干法混合，经第二次烧结得锂离子电池正极材料，其中，硼源添加量为b：(ni+co+mn)摩尔比为0.01-0.03:1。
进一步方案，所述步骤(1)中纳米氧化物添加物为al、mg、ti、zr的纳米氧化物中的至少一种，锂源为单水氢氧化锂或氢氧化锂。
进一步方案，所述步骤(1)中第一次烧结氛围为纯氧，烧结温度为710-790℃，烧结时间12-20h。
进一步方案，所述步骤(2)中未改性粉体的加入量为200-1000g/1l水。
进一步方案，所述步骤(2)中得到的固体物质在100℃下烘干。
进一步方案，所述步骤(3)中硼源为氧化硼或硼酸。
进一步方案，所述步骤(3)中第二次烧结氛围为纯氧，烧结温度为500-800℃，烧结时间2-12h。
本发明的有益效果：本发明通过高镍含量的三元体系中获得高容量的正极材料，另采用多元素掺杂稳定材料的晶体结构，再通过水洗、硼元素表面改性和两步烧结工艺，能改善材料表面结构，降低表面残碱含量来提高界面稳定性；本发明整个工艺流程简单，易于规模化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例1-4中镍钴锰氢氧化物通过购买得到。
实施例1
将前驱体ni0.8co0.1mn0.1(oh)2，按照单水氢氧化锂(li/(ni+co+mn)摩尔比1.05)，添加剂纳米al2o3(al/(ni+co+mn)摩尔比0.06)三种物料在高速混料机中混合均匀后，纯氧气氛下，790℃烧结12h得到未改性粉体。未改性粉体与水按照1000g/1l比例混合后搅拌，离心分离，100℃下烘干粉碎得到水洗粉体。将水洗粉体与氧化硼(添加量为b/(ni+co+mn)摩尔比0.01)采用干法混合后，纯氧气氛下，800℃烧结5h得到高镍正极材料。
实施例2
将前驱体ni0.82co0.12mn0.6(oh)2，按照单水氢氧化锂(li/(ni+co+mn)摩尔比1.04)，添加剂纳米zro2(zr/(ni+co+mn)摩尔比0.01)三种物料在高速混料机中混合均匀后，纯氧气氛下，770℃烧结20h得到未改性粉体。未改性粉体与水按照700g/1l比例混合后搅拌，离心分离，100℃下烘干粉碎得到水洗粉体。将水洗粉体与硼酸(添加量为b/(ni+co+mn)摩尔比0.02)采用干法混合后，纯氧气氛下，700℃烧结2h得到高镍正极材料。
实施例3
将前驱体ni0.85co0.1mn0.5(oh)2，按照单水氢氧化锂(li/(ni+co+mn)摩尔比1.05)，添加剂纳米mgo(mg/(ni+co+mn)摩尔比0.03)三种物料在高速混料机中混合均匀后，纯氧气氛下，730℃烧结15h得到未改性粉体。未改性粉体与水按照500g/1l比例混合后搅拌，离心分离，100℃下烘干粉碎得到水洗粉体。将水洗粉体与氧化硼(添加量为b/(ni+co+mn)摩尔比0.03)采用干法混合后，纯氧气氛下，650℃烧结3h得到高镍正极材料。
实施例4
将前驱体ni0.9co0.1(oh)2，按照氢氧化锂(li/(ni+co+mn)摩尔比1.01)，添加剂纳米zro2(zr/(ni+co+mn)摩尔比0.04)三种物料在高速混料机中混合均匀后，纯氧气氛下，710℃烧结20h得到未改性粉体。未改性粉体与水按照200g/1l比例混合后搅拌，离心分离，100℃下烘干粉碎得到水洗粉体。将水洗粉体与硼酸(添加量为b/(ni+co+mn)摩尔比0.02)采用干法混合后，纯氧气氛下，500℃烧结12h得到高镍正极材料。
将实施例1-4得到的锂离子电池正极材料组装2016扣电池，在32.75-4.3v放电区间，1c理论容量200mah/g的条件下测试。表1为实施例1-4材料的电化学性能，可以看到实施例中材料容量较高，循环性能好。
表1实施例1-4材料的电化学性能
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。