1.本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種三元正極活性材料及含有該三元正極活性材料的鋰離子電池。

背景技術(shù)：

2.材料的結(jié)構(gòu)決定性能。目前，國內(nèi)外三元正極材料廠家所生產(chǎn)的材料多為細(xì)小晶粒團(tuán)聚而成的二次球形顆粒，二次球形顆粒是由一次晶體顆粒團(tuán)聚形成，一次晶粒之間存在晶間界面，一次晶粒的隨機(jī)取向則導(dǎo)致二次顆粒性能的各向異性。

3.二次球形顆粒存在以下一些亟待解決的問題：1)循環(huán)過程中，一次晶粒晶格常數(shù)同時(shí)發(fā)生變化，一次晶粒在脫嵌鋰過程中，層狀結(jié)構(gòu)沿軸向產(chǎn)生拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力，周期性的應(yīng)力應(yīng)變導(dǎo)致多晶顆粒中的微裂紋向各個(gè)方向延伸，引起一次晶粒脫附，最終導(dǎo)致球形二次顆粒的破碎，導(dǎo)致副反應(yīng)增加，加劇金屬離子溶出加劇，進(jìn)而影響電池的熱穩(wěn)定性和循環(huán)壽命；2) 材料內(nèi)部一次顆粒粒徑小，結(jié)構(gòu)的比表面積較大，高壓充放電條件下界面副反應(yīng)增多，易發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌；3) 在極片壓制的過程中顆粒易破碎，電解液滲透嚴(yán)重導(dǎo)致產(chǎn)氣等副反應(yīng)發(fā)生，安全性能降低。

4.相比于二次球顆粒，單晶型三元正極材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 單晶顆粒內(nèi)部不存在晶間界面，多次充放電循環(huán)后不發(fā)生晶間破碎；2) 單晶顆粒比表面積小，與電解液接觸面積小，副反應(yīng)少；3) 單晶材料機(jī)械強(qiáng)度高，壓實(shí)過程中不易破碎，壓實(shí)密度高。因此，越來越多的研究者將目光轉(zhuǎn)移到了單晶型三元正極材料上。

5.在單晶的制備過程中，前驅(qū)體的尺寸、燒結(jié)溫度及保溫時(shí)間的選擇，是影響單晶的尺寸和形貌的重要因素。三元正極材料單晶存在多個(gè)晶面（例如：（003）、(101)、 (006)、(104)、(115)、 (116)、(110)、(113)、 (012)、(015)、(107)、(018)）（可以參考：《鋰離子電池應(yīng)用與實(shí)踐》第136頁，吳宇平，化學(xué)工業(yè)出版社；《鋰離子電池高鎳三元正極材料的合成、表征與改性研究》，唐仲豐，博士學(xué)位論文；《鋰離子電池單晶三元正極材料制備及改性研究》，朱曉沛，博士學(xué)位論文，其中三元正極材料單晶的xrd圖譜顯示了三元正極材料單晶存在多個(gè)晶面）。擇優(yōu)取向?qū)τ趯訝畈牧蟻淼奶貏e顯著，根據(jù)顆粒的形貌不同，單個(gè)晶體在生長過程中，受到表面能與晶體學(xué)缺陷的影響，會表現(xiàn)出強(qiáng)勢的沿著垂直某一晶面法向方向生長，從而暴露出該晶面，甚至有人就專門去合成片狀顆粒和棒狀形貌，為了突出想要表征的某個(gè)晶面信息（可以參考：yang y a ,xu s a ,xie m b , et al. growth mechanisms for spherical mixed hydroxide agglomerates prepared by co-precipitation method: a case of ni

1/3

co

1/3

mn

1/3

(oh)2[j]. journal of alloys and compounds, 2015, 619:846-853.）。 也就是說，不同的制備方法可以控制和選擇不同的晶面種類。

[0006]

目前研究發(fā)現(xiàn)，單晶型正極材料在循環(huán)過程中會出現(xiàn)層間滑移，即單晶的晶面出現(xiàn)“切片”現(xiàn)象，但晶面間距不變。

[0007]

單晶層間滑移過程中晶面向異性，包括li

+

反復(fù)脫嵌，晶體頻繁收縮和膨脹產(chǎn)生不

均勻的微觀應(yīng)力，以及顆粒含氧空位外殼與內(nèi)核體積變化不均(表面應(yīng)力，內(nèi)核應(yīng)力)，導(dǎo)致出現(xiàn)晶內(nèi)微裂紋，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到表面，電解液會沿著裂紋進(jìn)入顆粒內(nèi)部，導(dǎo)致過渡金屬溶解和結(jié)構(gòu)退化，影響長期循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0008]

為了改善三元正極材料的循環(huán)性能和容量，本發(fā)明中三元活性材料單晶顆粒，采用ebsd對所述三元正極材料進(jìn)行測試時(shí)，在放大倍數(shù)為5000倍情況下， 所獲得的測試圖像中總體顏色種類≤10種，單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種。

[0009]

其中，ebsd測試操作如下：（1）掃描電鏡設(shè)置電壓 20 kv，光闌 120μm，待測樣品傾斜角為 70

°

，掃描電鏡視野中心工作距離始終保持 15 mm，ebsd 探頭深入 177 mm，相機(jī)像素合并模式 4

×

4，增益 3，相機(jī)曝光時(shí)間 8 ms，標(biāo)定模式為已優(yōu)化的準(zhǔn)確度；數(shù)據(jù)采集區(qū)域?yàn)?10 μm

?×?

10μm，步長 0. 1 μm；ebsd 數(shù)據(jù)采集前，使用單晶 si 標(biāo)樣對系統(tǒng)花樣中心的自動校準(zhǔn)準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，選取 5000 倍下 sem 視野中部的特征位置作為ebsd 采集區(qū)域。

[0010]

2）一般而言，取向角差小于10

°

的相鄰晶粒，其晶界稱為小角度晶界（即單晶）；取向角差大于10

°

的相鄰晶粒，其晶界稱為大角度晶界（即多晶）。在三元活性材料中，部分多晶和部分單晶是可以肉眼區(qū)分的，但在某些情況下，通過肉眼是難以識別多晶（例如，多晶中的孿晶）和單晶，這時(shí)需要借助ebsd檢測取向角差，從而區(qū)分單晶和多晶。

[0011]

同時(shí)，ebsd檢測時(shí)，通過背散射電子的強(qiáng)度來確定單晶晶面，單晶的不同晶面對應(yīng)不同的背散射電子強(qiáng)度，從而使得單晶的不同晶面顯現(xiàn)不同的顏色（例如，不同單晶的(101)晶面均會顯示一種顏色，不同單晶的(003)晶面均會顯示出另一種顏色）。

[0012]

由于人眼對于顏色的判斷會存在誤差，可能會將不同深淺的兩種顏色（例如淺紫色和深紫色） 誤認(rèn)為是同一種顏色，因此，需要借助色相環(huán)來進(jìn)一步進(jìn)行輔助判斷。在本發(fā)明的ebsd測試圖像中，在本發(fā)明的ebsd測試圖像中，直接采用標(biāo)準(zhǔn)12色相環(huán)中比色卡來判斷顏色種類。

[0013]

三元活性材料單晶顆粒是可能存在多個(gè)晶面的，當(dāng)所獲得的測試圖像中總體顏色種類≤10種時(shí)，表示所測試的三元活性材料各個(gè)單晶顆粒的晶面整體一致性較好，各向異性程度減少，緩解晶間裂紋的產(chǎn)生。

[0014]

當(dāng)所獲得的測試圖像的單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種時(shí)，表示所測試的單個(gè)單晶顆粒的晶面更少，即單晶顆粒晶體各向異性程度減少，緩解單晶顆粒內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生，維持長期穩(wěn)定性。本發(fā)明中的三元正極活性材料采用單晶結(jié)構(gòu)，降低了由多晶結(jié)構(gòu)晶間裂紋引起的長期循環(huán)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)縮短li

+

傳輸距離，降低充放電過程的極化，充分發(fā)揮容量。同時(shí)，在采用ebsd進(jìn)行檢測時(shí)，在放大倍數(shù)為5000倍情況下， 所獲得的測試圖像中總體顏色種類≤10種，三元正極材料整體一致性較好，各向異性程度減少，緩解晶間裂紋的產(chǎn)生，維持循環(huán)過程體系穩(wěn)定性；單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種，單晶顆粒晶體各向異性程度減少，緩解單晶顆粒內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生，維持長期穩(wěn)定性。

[0015]

另一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，其包括本發(fā)明所述的三元正極活性材料單晶顆粒。由于三元正極活性材料單晶顆粒的各向異性的改善，本發(fā)明的鋰電池具有良好的循環(huán)性能。

附圖說明

[0016]

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1三元正極活性材料的ebsd檢測圖像。

[0017]

圖2為本發(fā)明對比例1三元正極活性材料的ebsd檢測圖像。

具體實(shí)施方式

[0018]

為了更好地理解和實(shí)施，下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

[0019]

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。

[0020]

除非另有說明，否則在說明書和權(quán)利要求書中使用的表達(dá)成分的量、反應(yīng)條件等的所有數(shù)值被理解為在被術(shù)語“約”修飾。因此，除非有相反指示，否則在這里闡述的數(shù)值參數(shù)是能夠根據(jù)需要獲得的所需性能來變化的近似值。

[0021]

本文中所用的“和/或”是指所提及的要素之一或全部。

[0022]

本文中所用“包括”和“包含”涵蓋只有所提及要素的情形以及除了所提及要素還存在其它未提及要素的情形。

[0023]

本發(fā)明中所有百分比均為重量百分比，另有說明的除外。

[0024]

除非另有說明，否則在本說明書中所用的“一”、“一種”、“一個(gè)”和“該”意在包括“至少一種”或“一種或多種”。例如，“一組分”是指一種或多種組分，因此在所述實(shí)施方案的實(shí)施中可能考慮并可能采用或使用多于一種組分。

[0025]

本發(fā)明的三元正極活性材料單晶顆粒，采用ebsd對所述三元正極材料單晶顆粒進(jìn)行測試時(shí)，在放大倍數(shù)為5000倍情況下，所獲得的測試圖像中總體顏色種類≤10種，單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種。

[0026]

在本發(fā)明中，顏色采用hsb模式表示。h、s、b三個(gè)字母分別代表了色彩的色相、飽和度、明度三大屬性。其中h代表hue，代表顏色的色相（或色別），由12色相組成360

°

，單晶晶面對應(yīng)不同的色相， s代表saturation，代表該色相飽和度（或純度），飽和度的取值中為0~100。b為brightness，代表該色相明度（或亮度），亮度的取值中也為0~100，為0時(shí)就是純黑色，為100時(shí)即為白色。在本發(fā)明的ebsd測試圖像中，直接采用標(biāo)準(zhǔn)12色相環(huán)中比色卡來判斷顏色種類。

[0027]

ebsd（electron backscatter diffraction）, 即電子背散射衍射測試技術(shù)是一套附加在掃描電鏡（scanning electron microscope, sem）上的完整的顯微結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，它能在較大范圍內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)晶粒相鑒定、相含量分布、晶粒尺寸測量、取向測量、取向關(guān)系分析、織構(gòu)分析等功能，同時(shí)還兼具晶界表征、位錯分析，應(yīng)力應(yīng)變分析等特殊功能。

[0028]

ebsd 可以通過晶粒取向數(shù)據(jù)得出取向差的分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律，從而直觀全面地給出晶粒的取向變化、取向差等信息。晶粒是由晶體取向在一定容差范圍內(nèi)的單一相組成的連續(xù)的三維區(qū)域，而晶界則是兩個(gè)晶粒相交的連續(xù)二維區(qū)域。有多種手段可以獲取多晶中晶粒取向的統(tǒng)計(jì)信息，例如 x 射線衍射可以實(shí)現(xiàn)取向分布測量或晶體結(jié)構(gòu)確定。但 ebsd的獨(dú)特優(yōu)勢在于，它不僅可以測量單個(gè)晶粒的取向，還能對材料中不同晶粒的取向數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性分析，并將這些數(shù)據(jù)繪制成圖像，從而給出晶界、位錯、應(yīng)變等重要信息。

[0029]

本發(fā)明采用ebsd測試手段，對ebsd原始數(shù)據(jù)中晶面取向?yàn)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行可視化處理，不同的晶面取向使用不同的顏色顯示，且與sem（掃描電鏡）聯(lián)用，將微區(qū)晶體結(jié)構(gòu)及取向信息與微觀組織形貌相對應(yīng)。通過計(jì)量測試圖像中孿晶(團(tuán)聚顆粒)占比、總體顏色種類及單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類，可以預(yù)測材料長期穩(wěn)定性，對三元材料的性能做出快速評價(jià)、早期介入。

[0030]

本發(fā)明中的三元正極活性材料采用單晶結(jié)構(gòu)，且在采用ebsd進(jìn)行檢測時(shí)，在放大倍數(shù)為5000倍情況下，所獲得的測試圖像中總體顏色種類≤10種；單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種。若ebsd測試圖像中總體顏色種類＞10種，則正極材料整體一致性較差，長期循環(huán)過程中受晶面取向各向異性影響，易產(chǎn)生晶間裂紋，影響長期循環(huán)性能。若ebsd測試圖像單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類＞5種，則單晶顆粒晶面取向各向異性程度較高，可能存在“假單晶”，易產(chǎn)生晶內(nèi)微裂紋，影響長期循環(huán)性能。

[0031]

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，其中所獲得的測試圖像中單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤4種。

[0032]

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，其中所獲得的測試圖像中孿晶顆粒占比≤30%。若ebsd測試圖像孿晶(團(tuán)聚顆粒)占比＞30% ，則正極材料晶界較多，長期循環(huán)過程中易產(chǎn)生晶間裂紋，影響長期循環(huán)性能。

[0033]

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，其 d50為1μm ~8μm，優(yōu)選為1~5μm，進(jìn)一步優(yōu)選為1~3μm。在本發(fā)明中，d50降低可以縮短鋰離子傳輸距離，降低充放電過程的極化，充分發(fā)揮容量性能。

[0034]

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，其 bet為0.1～2m2/g，0.6~1.5m2/g ，進(jìn)一步優(yōu)選為0.8~1.2m2/g。

[0035]

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，其化學(xué)式為liani

x

co

ym1-x-y

o2，m選自al、mn中的一種或兩種，0.95≤a≤1.2，0.7≤x《1，0《y《1，0《x+y《1。本發(fā)明更優(yōu)選7系及以上的三元正極活性材料。

[0036]

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，其選自單晶ncm、單晶nca、單晶ncma。

[0037]

如前所述，單晶顆粒的晶面是可以通過制備方法來選擇和控制的。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在采用上述ebsd檢測方法對所述三元正極活性材料單晶顆粒進(jìn)行檢測時(shí)，將單晶顆粒的（003）、(101)、（006）、（012）、（104）、（016）、（107）、（018）、（110）、（113）共計(jì)10個(gè)晶面的總面積s歸一化處理（也就是將這10個(gè)晶面面積定為100%），其中(101)、(012)、(110)、(113)晶面面積占總面積s的比例≥80%；進(jìn)一步地，其中所述單晶顆粒的單個(gè)(101)、(012)、(113)晶面面積占總面積s的比例均分別≥15%。(101)、(012)、(113)晶面具有更高的表面能，當(dāng)三元正極活性材料單晶顆粒的單個(gè)(101)、(012)、(113)晶面面積占比分別≥15%，更容易形成穩(wěn)定的大粒徑一次顆粒，提升材料的單晶化程度，能夠更好的提升工藝水平以及電芯的能量密度。當(dāng)(101)、(012)、(110)、(113)晶面面積占比共計(jì)≥80%時(shí)，這些晶面的占比提高，更加有利于鋰離子的擴(kuò)散，減小正極材料整體極化程度，緩解晶內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生，維持長期穩(wěn)定性。

[0038]

另一方面，本技術(shù)還提供了一種三元正極活性材料，由上述三元正極活性材料單晶顆粒和/或由上述三元正極活性材料單晶顆粒凝聚而成的二次顆粒構(gòu)成。

[0039]

再一方面，本技術(shù)還提供了一種鋰離子二次電池，其至少具備正極片、負(fù)極片以及

非水系電解質(zhì)，正極片的活性涂層中包含上述三元正極活性材料單晶顆粒。

[0040]

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，其中正極片的活性涂層中所述的三元正極活性材料單晶顆粒占比大于10wt%。

[0041]

實(shí)施例1正極活性材料的制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在高溫高壓反應(yīng)釜中泵入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氧氣，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬（總稱為m）可溶性鹽溶液按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.4，將可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行充分混合并加入0.001ppm的高氯酸鋰，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，溫度控制在150℃，氧分壓2.5mpa，經(jīng)共沉淀反應(yīng)5h，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料；（4）將步驟(3)制得的初級正極材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.64，將其與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中850℃保溫10h后隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝1μm的正極單晶材料。

[0042]

晶種的成形和分布，直接影響著金屬納米結(jié)構(gòu)的所有參數(shù)。金屬納米 晶體的形貌，與生長過程中晶面的生長速率 （與晶面表面能和添加劑有關(guān)）密切相關(guān)。 在反應(yīng)的初始階段，由于晶面的表面自由能存在差異，導(dǎo)致各自晶面法線方向上的生長速率不同。 一般來說，晶面表面能越低，生長速率就越慢，最后晶體暴露晶面將由生長速率較慢的晶面構(gòu)成。 因此， 晶體形貌主要由沿著各晶面的相對生長速率決定，生長速率越慢，該晶面在最終產(chǎn)物的表面所占的比例就越大。

[0043]

為了實(shí)現(xiàn)金屬納米晶體暴露晶面的合成調(diào)控，通過改變添加劑的種類和金屬離子的還原速率、金屬前驅(qū)體和添加劑的濃度和相對比例實(shí)現(xiàn)晶體形貌、尺寸、結(jié)構(gòu)和組成調(diào)控外，通常可在反應(yīng)體系中加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┗蜓趸涛g劑或無機(jī)添加劑等，通過擇優(yōu)性吸脫附、選擇性氧化刻蝕、或電化置換等作用，調(diào)控原子的生成和附生速率或選擇性，進(jìn)而促進(jìn)相關(guān)晶面的生長和形成，甚至降低高指數(shù)晶面的表面能，從而調(diào)控高指數(shù)晶面的相對生長速率和最終形成指數(shù)參數(shù)，同時(shí)防止納米晶的二次團(tuán)聚。

[0044]

本實(shí)施例選擇高氯酸鋰作為添加劑，實(shí)現(xiàn)對正極單晶形貌和表面原子結(jié)構(gòu)排列的控制，促進(jìn)合成表面能更高的高指數(shù)晶面，從而提髙材料的選擇性和穩(wěn)定性。將制得的正極活性材料按以下工藝步驟制備電池，并進(jìn)行測試。

[0045]

(1) 正極極片的制備將制備的正極活性材料、導(dǎo)電劑乙炔黑、粘結(jié)劑pvdf按質(zhì)量比96:2:2進(jìn)行混合,加入溶劑nmp，在真空攪拌機(jī)作用下攪拌至體系呈均一狀,獲得正極漿料；將正極漿料均勻涂覆在正極集流體鋁箔的兩個(gè)表面上,室溫晾干后轉(zhuǎn)移至烘箱繼續(xù)干燥,然后經(jīng)過冷壓、分切得到正極極片。(2) 負(fù)極極片的制備將負(fù)極活性材料石墨或石墨與其它活性材料按不同質(zhì)量比得到的混合物、導(dǎo)電劑

乙炔黑、增稠劑cmc、粘結(jié)劑sbr 按質(zhì)量96.4:1:1.2:1.4進(jìn)行混合,加入溶劑去離子水,在真空攪拌機(jī)作用下攪拌至體系呈均一狀,獲得負(fù)極漿料;將負(fù)極漿料均勻涂覆在負(fù)極集流體銅箔的兩個(gè)表面上，室溫晾干后轉(zhuǎn)移至烘箱繼續(xù)干燥,然后經(jīng)過冷壓、分切得到負(fù)極極片。(3)電解液的制備將碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)按照按體積比1:1:1進(jìn)行混合得到有機(jī)溶劑,接著將充分干燥的鋰鹽lipf6溶解于混合后的有機(jī)溶劑中,配制成濃度為1mol/l的電解液。

[0046]

(4) 隔離膜的制備選自聚乙烯膜作為隔離膜。(5) 鋰離子電池的制備將上述正極極片、隔離膜、負(fù)極極片按順序疊好,使隔離膜處于正、負(fù)極極片之間起到隔離的作用,然后卷繞得到裸電芯;將裸電芯置于外包裝殼中,干燥后注入電解液,經(jīng)過真空封裝、靜置、化成、整形等工序,獲得鋰離子電池。

[0047]

實(shí)施例2正極活性材料制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在高溫高壓反應(yīng)釜中泵入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氧氣，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.4，將可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行充分混合并加入0.001ppm的高氯酸鋰，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，溫度控制在150℃，氧分壓1.5mpa，經(jīng)共沉淀反應(yīng)5h，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料；（4）將步驟(3)制得的初級正極材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.64，將其與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中950℃保溫10h后隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，提高燒結(jié)溫度使單晶發(fā)育長大，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝4.5μm的正極單晶材料。

[0048]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0049]

實(shí)施例3正極活性材料制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在高溫高壓反應(yīng)釜中泵入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氧氣，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.4，將可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行充分混合并加入0.001ppm的高氯酸鋰，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，溫度控制在150℃，氧分壓1.5mpa，經(jīng)共沉淀反應(yīng)5h，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料；

（4）將步驟(3)制得的初級正極材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.64，將其與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中950℃保溫10h，繼續(xù)降溫至895℃保溫8h后隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，采用雙平臺燒結(jié)方式使單晶充分發(fā)育長大，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝8μm的正極單晶材料。

[0050]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0051]

實(shí)施例4正極活性材料制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.8：0.1：0.1，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在微波反應(yīng)釜中加入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氧氣，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.4，將可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行充分混合，并加入0.001ppm的高氯酸鋰，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，溫度控制在150℃，采用微波加熱輔助共沉淀法反應(yīng)1h，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料。通過微波加熱的方式，規(guī)避常規(guī)加熱手段材料內(nèi)外受熱不均的問題，同時(shí)提高升溫速率，減少反應(yīng)時(shí)間；（4）將步驟(3)制得的初級正極材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.64，將其與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中850℃保溫8h后隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝1μm的正極單晶材料。

[0052]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0053]

實(shí)施例5正極活性材料制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在微波反應(yīng)釜中加入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氧氣，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.4，將可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行充分混合，并加入0.001ppm的高氯酸鋰，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，溫度控制在150℃，采用微波加熱輔助共沉淀法反應(yīng)1h，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料。通過微波加熱的方式，規(guī)避常規(guī)加熱手段材料內(nèi)外受熱不均的問題，同時(shí)提高升溫速率，減少反應(yīng)時(shí)間；（4）將步驟(3)制得的初級正極材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.64，將其與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中850℃保溫8h，繼續(xù)降溫至790℃保溫6h后，隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，同時(shí)進(jìn)行雙平臺燒結(jié)及延長保溫時(shí)間，使單晶顆粒充分發(fā)育長大，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝1μm的正極單晶材料。

[0054]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0055]

實(shí)施例6正極活性材料制備（1）按照鎳鈷鋁元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸鋁鹽配置為鎳鈷鋁總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在微波反應(yīng)釜中加入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氧氣，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.4，將可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行充分混合，并加入0.001ppm的高氯酸鋰，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，溫度控制在150℃，采用微波加熱輔助共沉淀法反應(yīng)1h，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料。通過微波加熱的方式，規(guī)避常規(guī)加熱手段材料內(nèi)外受熱不均的問題，同時(shí)提高升溫速率，減少反應(yīng)時(shí)間；（4）將步驟(3)制得的初級正極材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.64，將其與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中850℃保溫8h，繼續(xù)降溫至790℃保溫6h后，隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，同時(shí)進(jìn)行雙平臺燒結(jié)及延長保溫時(shí)間，使單晶顆粒充分發(fā)育長大，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝1μm的正極單晶材料。

[0056]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0057]

實(shí)施例7正極活性材料制備（1）按照鎳鈷鋁錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.92：0.06：0.01：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸鋁，硫酸錳鹽配置為鎳鈷鋁錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在微波反應(yīng)釜中加入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氧氣，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.4，將可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行充分混合并加入0.001ppm的十六焼基三甲基溴化銨（ctab），同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，溫度控制在150℃，采用微波加熱輔助共沉淀法反應(yīng)1h，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料。通過微波加熱的方式，規(guī)避常規(guī)加熱手段材料內(nèi)外受熱不均的問題，同時(shí)提高升溫速率，減少反應(yīng)時(shí)間；（4）將步驟(3)制得的初級正極材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝0.64，將其與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中850℃保溫8h，繼續(xù)降溫至790℃保溫6h后，隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，同時(shí)進(jìn)行雙平，使單晶顆粒充分發(fā)育長大，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d5臺燒結(jié)及延長保溫時(shí)間0＝1μm的正極單晶材料。

[0058]

本實(shí)施例選擇ctab作為添加劑，實(shí)現(xiàn)對正極單晶形貌和表面原子結(jié)構(gòu)排列的控制，促進(jìn)合成表面能更高的高指數(shù)晶面，從而提髙材料的選擇性和穩(wěn)定性。

[0059]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0060]

對比例1正極活性材料制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷鋁總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在反應(yīng)釜中泵入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氮?dú)?，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液并加入0.001ppm的高氯酸鋰以流量為90ml/min的速率泵入反應(yīng)釜中，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，整個(gè)反應(yīng)體系的ph值控制為12.2，經(jīng)共沉淀反應(yīng)30h后得到相應(yīng)前驅(qū)體材料；（4）將步驟(3)制得的前驅(qū)體材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝1.04，將前驅(qū)體與鋰鹽進(jìn)行混合，氧氣氣氛950℃燒結(jié)10h，繼續(xù)降溫至895℃保溫8h后隨爐冷卻至室溫，經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝4.5μm的正極材料。

[0061]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。圖2為對比例1三元正極活性材料的ebsd檢測圖像。

[0062]

對比例2正極活性材料制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；（2）在反應(yīng)釜中泵入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氮?dú)猓_啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液并加入0.001ppm的高氯酸鋰以流量為90ml/min的速率泵入反應(yīng)釜中，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，整個(gè)反應(yīng)體系的ph值控制為12.2，經(jīng)共沉淀反應(yīng)30h后得到相應(yīng)前驅(qū)體材料；（4）將步驟(3)制得的前驅(qū)體材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝1.04，將前驅(qū)體與鋰鹽進(jìn)行混合，氧氣氣氛中950℃燒結(jié)10h，繼續(xù)降溫至895℃保溫8h后，隨爐冷卻至室溫，出料初步得到相應(yīng)正極材料；（5） 將步驟(4)制得的正極材料與鋰鹽充分混合后，繼續(xù)在氧氣氣氛中800℃保溫8h后隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中單晶顆粒繼續(xù)發(fā)育長大，經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝12μm的正極材料。

[0063]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0064]

對比例3正極活性材料制備（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比為0.93：0.06：0.01，將硫酸鎳，硫酸鈷，硫酸錳鹽配置為鎳鈷錳總金屬離子濃度為110g/l的可溶性鹽溶液；

（2）在反應(yīng)釜中泵入30l濃度為4g/l的氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入純度為99.5％的氮?dú)?，開啟反應(yīng)釜的攪拌裝置，反應(yīng)釜溫度控制50℃；（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液并加入0.001ppm的高氯酸鋰以流量為90ml/min的速率泵入反應(yīng)釜中，同時(shí)反應(yīng)釜中加入濃度為320g/l的氫氧化鈉溶液及濃度為120g/l的氨水，整個(gè)反應(yīng)體系的ph值控制為12.2，經(jīng)共沉淀反應(yīng)30h后得到相應(yīng)前驅(qū)體材料；（4）將步驟(3)制得的前驅(qū)體材料按照鋰金屬摩爾比li:m＝1.04，將前驅(qū)體與鋰鹽進(jìn)行混合，氧氣氣氛中650℃預(yù)燒2h后，升溫至950℃燒結(jié)10h，繼續(xù)降溫至895℃保溫8h后隨爐冷卻至室溫，經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到相應(yīng)d50＝4.5μm的正極材料。

[0065]

以與實(shí)施例1相同的方法制備正極片、負(fù)極片、配制電解液、及進(jìn)行電池組裝和測試。

[0066]

性能或參數(shù)測試：電性能測試方法如下：(1)容量性能測試：25℃，電壓范圍設(shè)置為2.75-4.3v，將制備的電池以0.33c倍率進(jìn)行充放電，記錄首圈充放電容量，根據(jù)極片重量計(jì)算其克容量。

[0067]

（2）循環(huán)性能測試：25℃，電壓范圍設(shè)置為2.75-4.3v，將制備的電池以1c倍率充放電，進(jìn)行滿充滿放循環(huán)測試，循環(huán)1000圈，記錄容量保持率。

[0068]

ebsd測試方法如下：制樣：將正極活性材料樣品切割成預(yù)設(shè)尺寸的試樣，切割后經(jīng)粗磨、細(xì)磨和精磨，打磨至試樣表面劃痕一致；采用拋光膏和乙二胺油酸酯edo86進(jìn)行機(jī)械拋光與高氯酸及無水乙醇混合液中進(jìn)行電解拋光，后經(jīng)清洗、干燥后得到所需試樣。

[0069]

測試操作：1)采用ebsd系統(tǒng)對正極活性材料中的單晶顆粒及領(lǐng)域尺寸進(jìn)行測定；2)根據(jù)相顯微鏡或掃描電鏡的觀測結(jié)果，確定ebsd分析區(qū)域，在ebsd分析過程中，對正極活性材料中的單晶顆粒進(jìn)行分析，其中，掃描電鏡電壓 20 kv，光闌 120μm，待測樣品傾斜角為 70

°

，sem 視野中心工作距離始終保持 15 mm。ebsd 探頭深入 177 mm，相機(jī)像素合并模式 4

×

4，增益 3，相機(jī)曝光時(shí)間 8 ms，標(biāo)定模式為已優(yōu)化的準(zhǔn)確度。數(shù)據(jù)采集區(qū)域?yàn)?10 μm

?×?

10μm，步長 0. 1 μm。ebsd 數(shù)據(jù)采集前，使用單晶 si 標(biāo)樣對系統(tǒng)花樣中心的自動校準(zhǔn)準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，選取 5000 倍下 sem 視野中部的特征位置作為ebsd 采集區(qū)域；3）利用不同單晶顆粒及內(nèi)部領(lǐng)域間的取向角差來顯示各領(lǐng)域之間界限，其中設(shè)定取向角10

°

為單晶顆粒內(nèi)部各向界限，單晶的不同晶面對應(yīng)不同的顏色，根據(jù)ebsd軟件自帶算法，根據(jù)取向數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出來對應(yīng)晶面取向的面積，進(jìn)行計(jì)算。

[0070]

本發(fā)明實(shí)施例1中三元正極活性材料的ebsd測試圖像如圖1所示，在圖1中可以看見標(biāo)記出來的單晶顆粒和孿晶顆粒（在ebsd檢測時(shí)，起初得到的圖像是沒有顏色的，如圖1左側(cè)所示，在確定了目標(biāo)區(qū)域后，會再次啟動拍攝，得到彩色圖像，如圖1右側(cè)所示。在圖1的左側(cè)圖像中，肉眼觀察灰色區(qū)域不能夠分辨孿晶，且分辨單晶多晶誤差較大，通過ebsd的彩色圖像可以直觀快捷的分辨）。實(shí)施例1-5以及對比例1-3的測試結(jié)果如表1所示。

[0071]

表1：實(shí)施例1-5以及對比例1-3的測試結(jié)果

如表1所示，在實(shí)施例1-7中，當(dāng)孿晶顆粒占比小于30%，ebsd測試圖像總體顏色種類≤10種，單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種時(shí)，三元正極材料的晶界減小，正極材料晶面取向各向異性程度減小，從而可以緩解晶間裂紋及晶內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生，維持循環(huán)過程體系穩(wěn)定性，有效降低長期循環(huán)風(fēng)險(xiǎn)。

[0072]

同時(shí)，在實(shí)施例1-7中，單晶粒徑在1~8μm范圍內(nèi)，縮短鋰離子傳輸距離，降低充放電過程的極化，充分發(fā)揮容量性能。

[0073]

對比例1-3，孿晶顆粒占比、ebsd測試圖像總體顏色種類、單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類中一個(gè)或多個(gè)指標(biāo)高于本發(fā)明設(shè)定的要求值，導(dǎo)致三元材料的單晶化程度較低，較多的晶界導(dǎo)致了長期循環(huán)過程中產(chǎn)生晶間裂紋，或正極材料晶面取向各向異性程度較高，長期循環(huán)過程中產(chǎn)生晶間裂紋及晶內(nèi)裂紋，影響了長期循環(huán)穩(wěn)定性。

[0074]

對比例2的ncm的d50過大，鋰離子傳輸路徑較長，影響其容量發(fā)揮。

[0075]

在實(shí)施例1-7中，(101)、(012)、(110)、(113)晶面面積占比共計(jì)≥80%，且單個(gè)(101)、(012)、(113)晶面面積占比分別≥15%，這意味形成的一次顆粒更加穩(wěn)定，單晶化程度更大，從而能夠提升電芯的能量密度，也更加有利于鋰離子的擴(kuò)散，減小正極材料整體極化程度，緩解晶內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生，維持長期穩(wěn)定性。

[0076]

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，故

凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：采用ebsd對所述三元正極料單晶顆粒進(jìn)行測試時(shí)，在放大倍數(shù)為5000倍情況下，所獲得的測試圖像中總體顏色種類≤10種，單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種；其中，ebsd測試操作如下：（1）掃描電鏡設(shè)置電壓 20 kv，光闌 120μm，待測樣品傾斜角為 70

°

，掃描電鏡視野中心工作距離始終保持 15 mm，ebsd 探頭深入 177 mm，相機(jī)像素合并模式 4

×

4，增益 3，相機(jī)曝光時(shí)間 8 ms，標(biāo)定模式為已優(yōu)化的準(zhǔn)確度；數(shù)據(jù)采集區(qū)域?yàn)?10 μm

?×?

10μm，步長 0. 1 μm；ebsd 數(shù)據(jù)采集前，使用單晶 si 標(biāo)樣對系統(tǒng)花樣中心的自動校準(zhǔn)準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，選取 5000 倍下 sem 視野中部的特征位置作為ebsd 采集區(qū)域；其中，在ebsd測試圖像中，直接采用標(biāo)準(zhǔn)12色相環(huán)中比色卡來判斷顏色種類。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其中所獲得的測試圖像中單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤4種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其中所獲得的測試圖像中孿晶顆粒占比≤30%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其 d50為1μm ~8μm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其 d50為1μm ~3μm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其 bet為0.1～2m2/g。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其 bet為0.8～1.2m2/g。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其化學(xué)式為li a ni x co

y m 1-x-y o2，m選自al、mn中的一種或兩種，0.95≤a≤1.2，0.7≤x<1，0<y<1，0<x+y<1。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其選自單晶ncm、單晶nca、單晶ncma、中的一種或多種。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：將所述單晶顆粒的（003）、(101)、（006）、（012）、（104）、（015）、（107）、（018）、（110）、（113）共計(jì)10個(gè)晶面總面積s歸一化處理，其中（101）、（012）、（110）、（113）晶面面積之和占總面積s比例≥80%。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的三元正極活性材料單晶顆粒，其特征在于：其中所述單晶顆粒的（101）、（012）、（113）各晶面面積占總面積s比例均分別≥15%。12.一種鋰離子電池，其特征在于：其至少具備正極片、負(fù)極片以及非水系電解質(zhì)，正極片的活性涂層中包含權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的三元正極活性材料單晶顆粒。13.如權(quán)利要求12所述的鋰離子電池，其特征在于：其中正極片的活性涂層中所述的三元正極活性材料單晶顆粒質(zhì)量與涂層質(zhì)量之比大于10%。14.一種如權(quán)利要求1～11任一項(xiàng)所述的三元正極活性材料單晶顆粒的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）按照鎳鈷錳元素化學(xué)計(jì)量比，將鎳源、鈷源、錳源配置為混合金屬可溶性鹽溶液；（2）在高溫高壓反應(yīng)釜中泵入氨水溶液作為反應(yīng)釜底液，向反應(yīng)釜通入氧氣，進(jìn)行攪拌，反應(yīng)釜溫度控制在50℃；

（3）將步驟(1)配制的混合金屬可溶性鹽溶液與lioh進(jìn)行混合，并加入0.001ppm的高氯酸鋰或者0.001ppm的十六焼基三甲基溴化銨，同時(shí)反應(yīng)釜中加入氫氧化鈉溶液及氨水，溫度控制在150℃，氧分壓2.5mpa，經(jīng)共沉淀反應(yīng)，洗滌、干燥后得到相應(yīng)分散程度較高的預(yù)鋰化初級正極材料；（4）將步驟(3)制得的初級正極材料與lioh-lino3熔鹽進(jìn)行充分混合，氧氣氣氛中850℃保溫10h后隨爐冷卻至室溫，高溫環(huán)境中初級正極材料繼續(xù)溶解再結(jié)晶，出料后經(jīng)研磨、輥壓、分離、過篩后得到正極活性材料的單晶顆粒。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開一種三元正極活性材料單晶顆粒及含有其的鋰離子電池，屬于鋰離子電池領(lǐng)域，采用EBSD對所述三元正極材料進(jìn)行測試時(shí)，在放大倍數(shù)為5000倍情況下，所獲得的測試圖像中總體顏色種類≤10種，單個(gè)單晶顆粒表面顏色種類≤5種。本發(fā)明中的三元正極活性材料整體各向異性程度減少，緩解晶間裂紋的產(chǎn)生；且單晶顆粒晶體各向異性程度減少，緩解單晶內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生，從而可以維持長期穩(wěn)定性，改善循環(huán)容量。容量。容量。

技術(shù)研發(fā)人員：王冰冰 張瀟陽 李康 董志鑫

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中創(chuàng)新航科技集團(tuán)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2023.04.23

技術(shù)公布日：2023/5/23