阅读说明：本技术 镍钴铝三元锂离子电池正极材料、其制备方法和用途、以及锂离子电池 (Nickel-cobalt-aluminum ternary lithium ion battery positive electrode material, preparation method and application thereof, and lithium ion battery ) 是由 任东 方艳 沈赟 于 2019-01-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种镍钴铝三元锂离子电池正极材料、制备方法及用途,该材料的化学式为(Li<Sub>a</Sub>Ni<Sub>1-x-y</Sub>Co<Sub>x</Sub>Al<Sub>y</Sub>)<Sub>1-b</Sub>M<Sub>b</Sub>O<Sub>2</Sub>,x>0,y>0,1-x-y>0,1≤a≤1.1,0＜b≤0.02。该材料的制备方法是先将三元正极材料前驱体Ni<Sub>1-x-y</Sub>Co<Sub>x</Sub>Al<Sub>y</Sub>(OH)<Sub>2+y</Sub>烧结；然后将烧结所得物加入锂源进行烧结；最后添加包覆材料进行烧结,得到目标产物。本发明制备方法合成的镍钴铝三元锂离子电池正极材料具有优良的循环性能。本发明的制备方法工艺简单,过程可控,易于工业化量产。(The invention provides a nickel-cobalt-aluminum ternary lithium ion battery anode material, a preparation method and application thereof, wherein the chemical formula of the material is (Li) a Ni 1‑x‑y Co x Al y ) 1‑b M b O 2 ，x>0，y>0，1‑x‑y>A is more than or equal to 0 and 1 and less than or equal to 1.1, and b is more than 0 and less than or equal to 0.02. The preparation method of the material is that firstly, the precursor Ni of the ternary anode material is used 1‑x‑y Co x Al y (OH) 2+y Sintering; then adding a lithium source into the sintered product for sintering; finally, adding a coating materialSintering to obtain the target product. The nickel-cobalt-aluminum ternary lithium ion battery anode material synthesized by the preparation method has excellent cycle performance. The preparation method has simple process and controllable process, and is easy for industrial mass production.)

镍钴铝三元锂离子电池正极材料、其制备方法和用途、以及锂 离子电池

技术领域

本发明涉及电极材料领域，具体涉及镍钴铝三元锂离子电池正极材料、制备方法及用途。

背景技术

镍钴铝三元正极材料具有高能量密度、低温性能好、热稳定性好、成本低以及对环境毒性小等特点，是动力锂离子电池领域最具市场发展前景的正极材料之一。但是由于镍钴铝三元材料在宽的电压范围内会与有机电解质发生强烈的副反应，增加电池在充放电过程中的阻抗，降低材料的循环稳定性。因此，如何得提高镍钴铝三元材料循环稳定性，成为业内亟待解决的问题之一。

发明内容

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的包覆材料，所述包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bM_bO₂(I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02；

M选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡金属元素及稀土元素中的一种或多种。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.01。

作为优选，M是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0016。

作为优选，M是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0008。

作为优选，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.002。

作为优选，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0055。

作为优选，M是Zn，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0029。

作为优选，M是Zn，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。

作为优选，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0078。

作为优选，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0017。

作为优选，包覆方法是干法、水相湿法或有机相湿法中的一种。

为解决上述技术问题，本发明还提供了上述包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源混合研磨，研磨均匀后，进行烧结，烧结完成后降温至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料进行烧结，得到包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bM_bO₂，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

作为优选，所述步骤(1)中，烧结时间是6-20小时，烧结温度是200-1000℃。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为氢氧化锂、乙酸锂、草酸锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和氟化锂中的一种。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为一水合氢氧化锂，将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后与所述步骤(1)烧结所得物混合。

作为优选，所述步骤(2)中，烧结时间是8-24小时，烧结温度是500-1000℃

作为优选，所述步骤(2)中，降温速率是0.01-2.5℃/min。

作为优选，所述步骤(2)中，降温速率是0.02-1℃/min

作为优选，所述步骤(2)中，锂源的加入量为Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1～1.1:1。

作为优选，所述步骤(2)中烧结是在空气或氧气气氛中进行。

作为优选，所述步骤(3)包覆材料选自金属M的氧化物、金属M的氟化物或金属M的硫化物中的一种。

作为优选，所述步骤(3)烧结时间是1-12小时，烧结温度是500-1000℃。

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，并提供使用该正极材料的锂离子电池。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，其特征在于，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的ZrO₂，所述ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bZr_bO₂(I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.01。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0016。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0008。

为解决上述技术问题，本发明还提供了上述包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；烧结时间6-20小时，烧结温度200-1000℃；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源，混合研磨，研磨均匀后，在空气或氧气气氛中进行烧结，烧结时间8-24小时，烧结温度500-1000℃，烧结完成后，以0.01-2.5℃/min降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZrO₂，进行烧结，烧结时间1-12小时，烧结温度500-1000℃，得到包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bZr_bO₂，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的Al₂O₃包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种Al₂O₃包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的Al₂O₃，所述Al₂O₃包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bAl_bO₂(I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.01。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.002。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0055。

为解决上述技术问题，本发明还提供了上述Al₂O₃包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；烧结时间6-20小时，烧结温度200-1000℃；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源，混合研磨，研磨均匀后，在空气或氧气气氛中进行烧结，烧结时间8-24小时，烧结温度500-1000℃，烧结完成后，以0.01-2.5℃/min降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料Al₂O₃，进行烧结，烧结时间1-12小时，烧结温度500-1000℃，得到Al₂O₃包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bAl_bO₂，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的ZnO，所述ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xZn_y)_1-bZn_bO₂(I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.01。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0029。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。

为解决上述技术问题，本发明还提供了上述ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xZn_y(OH)_2+y烧结；烧结时间6-20小时，烧结温度200-1000℃；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源，混合研磨，研磨均匀后，在空气或氧气气氛中进行烧结，烧结时间8-24小时，烧结温度500-1000℃，烧结完成后，以0.01-2.5℃/min降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZnO，进行烧结，烧结时间1-12小时，烧结温度500-1000℃，得到ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xZn_y)_1-bZn_bO₂，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的MgO，所述MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xMg_y)_1-bMg_bO₂(I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.01。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0078。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0017。

为解决上述技术问题，本发明还提供了上述MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xMg_y(OH)_2+y烧结；烧结时间6-20小时，烧结温度200-1000℃；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源，混合研磨，研磨均匀后，在空气或氧气气氛中进行烧结，烧结时间8-24小时，烧结温度500-1000℃，烧结完成后，以0.01-2.5℃/min降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料MgO，进行烧结，烧结时间1-12小时，烧结温度500-1000℃，得到MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xMg_y)_1-bMg_bO₂，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

与现有技术相比，本发明提供的包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包覆层不参与电化学反应，有效的提高了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的结构稳定性，改进了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的电化学性能，经过包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料具有更高的容量保持率和更稳定的循环性能。

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，提高镍钴铝三元锂离子电池正极材料循环稳定性，降低镍钴铝三元锂离子正极材料表面残碱量，提高电芯性能；并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料，所述掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bM_bO₂(I)

其中a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，

0＜b≤0.01；

M选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡金族元素及稀土元素中的一种或多种。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，M是Ti，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。

作为优选，M是Ti，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0019。

作为优选，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.016。

作为优选，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.003。

作为优选，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0017。

作为优选，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0025。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源研磨，研磨均匀后，进行烧结，烧结完成后降温至室温；

其中，在步骤(1)中加入掺杂材料金属M'化合物，或在步骤(2)中加入掺杂材料金属M'化合物与锂源进行混合研磨，或在步骤(1)和步骤(2)中分别加入掺杂材料金属M'化合物；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物进行烧结，得到掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bM_bO₂，其中0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，所述步骤(1)中，烧结时间6-20小时，烧结温度200-1000℃。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为氢氧化锂、乙酸锂、草酸锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和氟化锂中的一种。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为一水合氢氧化锂，将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后与所述步骤(1)烧结所得物混合。

作为优选，所述步骤(2)中，烧结时间8-24小时，烧结温度500-1000℃。

作为优选，所述步骤(2)中，降温速率是0.01-2.5℃/min。

作为优选，所述步骤(2)中，降温速率是0.02-1℃/min。

作为优选，所述步骤(2)中，锂源的加入量为Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1～1.1:1。

作为优选，所述步骤(2)中烧结在空气或氧气气氛中进行。

作为优选，所述步骤(2)掺杂材料选自金属M的氧化物、金属M的氟化物、金属M的硫化物、金属M的碲化物、金属M的硒化物，金属M的锑化物，金属M的磷化物或金属M的复合氧化物中的一种或多种。

作为优选，所述步骤(3)烧结时间1-12小时，烧结温度500-1000℃。

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，提高镍钴铝三元材料循环稳定性，降低镍钴铝三元锂离子电池正极材料表面残碱量，提高电芯性能；并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，所述Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bTi_bO₂(I)

其中a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，

0＜b≤0.01。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0019。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源研磨，研磨均匀后，进行烧结，烧结完成后降温至室温；

其中，掺杂材料在步骤(1)中加入，或在步骤(2)中与锂源进行混合研磨，或在步骤(1)和步骤(2)中分别加入；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物进行烧结，得到Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bTi_bO₂，其中0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，所述步骤(2)掺杂材料选自金属Ti的氧化物、金属Ti的氟化物、金属Ti的硫化物、金属Ti的碲化物、金属Ti的硒化物，金属Ti的锑化物，金属Ti的磷化物或金属Ti的复合氧化物中的一种或多种。

本方明的目的在于提供一种Al掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，提高镍钴铝三元锂离子电池正极材料循环稳定性，降低镍钴铝三元锂离子电池正极材料表面残碱量,并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

掺杂的为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种Al掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，所述Al掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bAl_bO₂(I)

其中a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，

0＜b≤0.01。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.016。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.003。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种Al掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源研磨，研磨均匀后，进行烧结，烧结完成后降温至室温；

其中，掺杂材料在步骤(1)中加入，或在步骤(2)中与锂源进行混合研磨，或在步骤(1)和步骤(2)中分别加入；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物进行烧结，得到Al掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bAl_bO₂，其中0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，所述步骤(2)掺杂材料选自金属Al的氧化物、金属Al的氟化物、金属Al的硫化物、金属Al的碲化物、金属Al的硒化物，金属Al的锑化物，金属Al的磷化物或金属Al的复合氧化物中的一种或多种。

本方明的目的在于提供一种Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，提高镍钴铝三元材料循环稳定性，降低镍钴铝三元正极材料表面残碱量，并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种Mg掺杂的镍钴铝三元正极材料，所述Mg掺杂的镍钴铝三元正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bMg_bO₂(I)

其中a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，

0＜b≤0.01。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0017。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0025。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种Mg掺杂的镍钴铝三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源研磨，研磨均匀后，进行烧结，烧结完成后降温至室温；

其中，掺杂材料在步骤(1)中加入，或在步骤(2)中与锂源进行混合研磨，或在步骤(1)和步骤(2)中分别加入；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物进行烧结，得到Mg掺杂的镍钴铝三元正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bMg_bO₂，其中0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，所述步骤(2)掺杂材料选自金属Mg的氧化物、金属Mg的氟化物、金属Mg的硫化物、金属Mg的碲化物、金属Mg的硒化物，金属Mg的锑化物，金属Mg的磷化物或金属Mg的复合氧化物中的一种或多种。

本发明提供的掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料，有效的提高了镍钴铝三元锂离子正极材料的结构稳定性，减少镍钴铝三元锂离子电池正极材料与有机电解质发生强烈的副反应，降低电池在充放电过程中的阻抗，改进了镍钴铝三元锂离子正极材料的电化学性能，经过掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料具有更高的容量保持率和更稳定的循环性能。

本发明提供的掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料，采用金属对镍钴铝三元锂离子正极材料进行掺杂，减少了镍钴铝三元锂离子正极材料表面的活性锂含量，从而减少了镍钴铝三元锂离子正极材料表面LiOH、Li₂CO₃含量，有效降低镍钴铝三元锂离子正极材料表面残碱量，从而可减少在正极材料配置过程中，镍钴铝三元锂离子正极材料表面的碱性物质对正极胶液中粘结剂的攻击，避免粘结剂形成双键，产生胶粘，避免引起浆料果冻，提高涂布效果，提高电芯性能。

本方明的目的在于提供一种掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，提高镍钴铝三元锂离子电池正极材料循环稳定性，降低镍钴铝三元锂离子电池正极材料表面残碱量，并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，所述掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bM_b1M'_b2O₂(I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，b＝b1+b2，0＜b≤0.01；

M、M'选自碱金属元素、碱土金属元素、第13族元素、第14族元素、过渡金属元素及稀土元素中的一种或多种。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.005。

作为优选，M是Ti，M'是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b1＝0.0007，b2＝0.0011。

作为优选，包覆方法是干法、水相湿法或有机相湿法中的一种。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种上述的掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源研磨，研磨均匀后，进行烧结，烧结完成后降温至室温；

其中，在步骤(1)中加入掺杂材料金属M'化合物，或在步骤(2)中加入掺杂材料金属M'化合物与锂源进行混合研磨，或在步骤(1)和步骤(2)中分别加入掺杂材料金属M'化合物；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料金属M'化合物进行烧结，得到掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_aNi_1-x-yCo_xAl_y)_1-bM_b1M'_b2O₂，a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，b＝b1+b2，0＜b≤0.01。

作为优选，所述步骤(1)中，烧结时间是6-20小时，烧结温度是200-1000℃。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为氢氧化锂、乙酸锂、草酸锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和氟化锂中的一种。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为一水合氢氧化锂，将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后与所述步骤(1)烧结所得物混合。

作为优选，所述步骤(2)中，烧结时间是8-24小时，烧结温度是500-1000℃

作为优选，所述步骤(2)中，降温速率是0.01-2.5℃/min。

作为优选，所述步骤(2)中，降温速率是0.02-1℃/min。

作为优选，所述步骤(2)中，锂源的加入量为Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1～1.1:1。

作为优选，所述步骤(2)中烧结是在空气或氧气气氛中进行。

作为优选，所述步骤(2)掺杂材料选自金属M的氧化物、金属M的氟化物、金属M的硫化物、金属M的碲化物、金属M的硒化物，金属M的锑化物，金属M的磷化物或金属M的复合氧化物中的一种或多种。

作为优选，所述步骤(3)包覆材料选自金属M'的氧化物、金属M'的氟化物、金属M'的硫化物、金属M'的碲化物、金属M'的硒化物，金属M'的锑化物，金属M'的磷化物或金属M'的复合氧化物中的一种或多种。

作为优选，所述步骤(3)烧结时间是1-12小时，烧结温度是500-1000℃。

与现有技术相比，本发明提供的掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，通过在镍钴铝三元锂离子电池正极材料的三元材料晶格中掺杂金属离子，有效的提高了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的结构稳定性；同时采用包覆材料对镍钴铝三元锂离子电池正极材料进行包覆，包覆材料易于在主体材料表面反应活性较高的位置择优生成，可以有效地消除主体材料表面反应活性较高的位点，对主体材料起到了进一步的稳定结构的作用；材料结构稳定有助于降低正极材料的电池体系中的反应活性，减少镍钴铝三元锂离子电池正极材料与有机电解质发生强烈的副反应，降低电池在充放电过程中的阻抗，从而改进了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的电化学性能，本发明提供的掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料具有更高的容量保持率和更稳定的循环性能。

本方明的目的在于提供一种镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，降低镍钴铝三元锂离子电池正极材料表面残碱量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源混合研磨，研磨均匀后，在空气或氧气气氛中进行烧结，烧结完成后降温至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物进行烧结，然后将烧结所得物进行清洗；

步骤(4)、第四次烧结：将所述步骤(3)清洗后所得物进行烧结，得到目标产物。

作为优选，所述步骤(1)中，烧结时间是6-20小时，烧结温度是200-1000℃。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为氢氧化锂、乙酸锂、草酸锂、碳酸锂、硝酸锂、氯化锂和氟化锂中的一种。

作为优选，所述步骤(2)中，所述锂源为一水合氢氧化锂，将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后与所述步骤(1)烧结所得物混合。

作为优选，所述步骤(2)中，烧结时间是8-24小时，烧结温度是500-1000℃

作为优选，所述步骤(2)中，降温速率是0.01-2.5℃/min；或所述步骤(2)中，降温速率是0.02-1℃/min。

作为优选，所述步骤(2)中，锂源的加入量为Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1～1.1:1。

作为优选，所述步骤(3)烧结时间是1-12小时，烧结温度是500-1000℃。

作为优选，所述步骤(3)清洗方式为用二氧化碳气流冲洗或碳酸水清洗。二氧化碳气流冲洗，碳酸水清洗可以提高清洗效率，有效降低表面残碱量。

作为优选，所述步骤(4)烧结时间是0.5-12小时，烧结温度是100-1000℃。

与现有技术相比，本发明对镍钴铝三元锂离子电池正极材料进行清洗，得到的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的表面残碱量有效降低，减少在正极材料配置过程中，镍钴铝三元锂离子电池正极材料表面的碱性物质对正极胶液中粘结剂的攻击，避免粘结剂形成双键，提高涂布效果，有助于提高电芯性能。

本发明的制备方法工艺简单，过程可控，易于工业化量产。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、电解液和隔膜，所述正极包括上述的镍钴铝三元锂离子电池正极材料或通过上述的方法制备得到的镍钴铝三元锂离子电池正极材料。

本发明提供的锂离子电池，正极采用本发明提供的镍钴铝三元锂离子电池正极材料或通过本发明提供的方法制备得到的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，本发明提供的锂离子电池具有循环性能好，使用寿命长，容量保持率高，振实密度高，体积小，重量轻等优点。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种上述的镍钴铝三元锂离子电池正极材料或通过上述的方法制备得到的镍钴铝三元锂离子电池正极材料在制备锂离子电池、电子产品储能、工业蓄电储能、电动汽车及电动自行车电源中的应用。

本发明提供的镍钴铝三元锂离子电池正极材料或通过本发明的方法制备得到的镍钴铝三元锂离子电池正极材料用于锂离子电池、电子产品储能、工业蓄电储能、电动汽车及电动自行车电源中，制备的与锂离子电池、电子产品储能、工业蓄电储能、电动汽车及电动自行车电源等相关的产品具有使用寿命长，续航时间长，充电时间短，重量身轻、动力足等优点。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例1制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图2为本发明实施例2制备的采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例2制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图3为本发明实施例3制备的采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例1制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图4为本发明实施例4制备的采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例2制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图5为本发明实施例5制备的采用ZnO包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例1制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图6为本发明实施例6制备的采用ZnO包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例2制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图7为本发明实施例7制备的采用MgO包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例1制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图8为本发明实施例8制备的采用MgO包覆的镍钴铝三元正极材料与对比例2制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料的循环性能测试对比图；

图9为本发明实施例9制备的Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Ti_0.0007O₂与对比例1制备的未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的循环性能测试比较图；

图10为本发明实施例10制备的Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9981Ti_0.0019O₂与对比例2制备的未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的循环性能测试比较图；

图11为本发明实施例11制备的Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Al_0.0016O₂与对比例1制备的未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的循环性能测试比较图；

图12为本发明实施例12制备的Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.997Al_0.003O₂与对比例2制备的未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的循环性能测试比较图；

图13为本发明实施例13制备的Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂与对比例1制备的未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的循环性能测试比较图；

图14为本发明实施例14制备的Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Mg_0.0025O₂与对比例2制备的未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的循环性能测试比较图；

图15为本发明实施例15制备的Ti掺杂、采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料与对比例1制备的未掺杂未包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的循环性能测试对比图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本实施例提供的是采用包覆材料ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Zr_0.0016O₂，M是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0016。

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Zr_0.0016O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物按比例混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物与包覆材料ZrO₂混合，ZrO₂的加入量为ZrO₂中的Zr与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0016：0.9984，升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Zr_0.0016O₂，ICP元素分析测试结果表明Ni、Co、Al、Zr每种金属摩尔百分比如下：

实施例2

本实施例提供的是采用包覆材料ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9992Zr_0.0008O₂，M是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0008。

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9992Zr_0.0008O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至775℃反应8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZrO₂，ZrO₂的加入量为ZrO₂中的Zr与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0008：0.9992，升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9992Zr_0.0008O₂，ICP元素分析测试结果表明Ni、Co、Al、Zr每种金属摩尔百分比如下：

实施例3

本实施例提供的是采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.998Al_0.002O₂，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.002。

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.998Al_0.002O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料Al₂O₃，Al₂O₃的加入量为Al₂O₃中的Al与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.002：0.998，升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.998Al_0.002O₂，ICP元素分析测试Ni、Co、Al每种金属摩尔百分比如下：

实施例4

本实施例提供的是采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9945Al_0.0055O₂，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0055。

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9945Al_0.0055O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至775℃反应8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料Al₂O₃，Al₂O₃的加入量为Al₂O₃中的Al与三元正极材料前驱体(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0055：0.9945，升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9945Al_0.0055O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al每种金属的摩尔百分比如下：

实施例5

本实施例提供的是采用ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9971Zn_0.0029O₂，M是Zn，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0029。

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9971Zn_0.0029O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZnO，ZnO的加入量为ZnO中的Zn与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0029：0.9971，升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9971Zn_0.0029O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Zn每种金属摩尔百分比如下：

实施例6

本实施例提供的是采用ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Zn_0.0007O₂，M是Zn，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Zn_0.0007O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至775℃反应8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZnO，ZnO的加入量为ZnO中的Zn与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0007：0.9993，升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Zn_0.0007O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Zn每种金属摩尔百分比如下：

实施例7

本实施例提供的是采用MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9922Mg_0.0078O₂，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0078

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9922Mg_0.0078O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，研磨均匀后，进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料MgO，MgO的加入量为MgO中的Mg与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0078：0.9922，升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9922Mg_0.0078O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Mg每种金属的摩尔百分比如下：

实施例8

本实施例提供的是采用MgO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0017。

本实施例包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至775℃反应8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料MgO，MgO的加入量为MgO中的Mg与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0017：0.9983，升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Mg每种金属的摩尔百分比如下：

实施例9

实施例9提供的是Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Ti_0.0007O₂，M是Ti，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。本实施例Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Ti_0.0007O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物及掺杂材料TiO₂混合研磨，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，TiO₂的加入量为TiO₂中的Ti与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0007：0.9993，研磨均匀后，进行烧结，升温至715℃烧结16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Ti_0.0007O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Ti每种金属的摩尔百分比如下：

实施例10

实施例10提供的是Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9981Ti_0.0019O₂，M是Ti，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0019。本实施例提供的Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9981Ti_0.0019O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物及掺杂材料TiO₂混合研磨，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，TiO₂的加入量为TiO₂中的Ti与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0019：0.9981，研磨均匀后，进行烧结，升温至775℃反应8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9981Ti_0.0019O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Ti每种金属的摩尔百分比如下：

实施例11

实施例11提供的是Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Al_0.0016O₂，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.016。本实施例提供Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Al_0.0016O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物及掺杂材料Al₂O₃混合研磨，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，Al₂O₃的加入量为Al₂O₃中的Al与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0016：0.9984，研磨均匀后，进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Al_0.0016O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al每种金属的摩尔百分比如下：

实施例12

实施例12提供的是Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.997Al_0.003O₂，M是Al，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.003。本实施例提供的Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.997Al_0.003O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物及掺杂材料Al₂O₃混合研磨，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，Al₂O₃的加入量为Al₂O₃中的Al与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.003：0.997，研磨均匀后，进行烧结，升温至775℃烧结8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.997Al_0.003O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al每种金属的摩尔百分比如下：

实施例13

实施例13提供的是Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0017。本实施例提供Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物及掺杂材料MgO混合研磨，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，MgO的加入量为MgO中的Mg与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0017：0.9983，研磨均匀后，进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Mg每种金属的摩尔百分比如下：

实施例14

实施例14提供的是Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Mg_0.0025O₂，M是Mg，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0025。本实施例提供的Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Mg_0.0025O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物及掺杂材料MgO混合研磨，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，MgO的加入量为MgO中的Mg与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0025:0.9975，研磨均匀后，进行烧结，升温至775℃烧结8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Mg_0.0025O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Mg每种金属的摩尔百分比如下：

实施例15

本实施例提供的是Ti掺杂、采用包覆材料ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Ti_0.0007Zr_0.0011O₂，M是Ti，M'是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b1＝0.0007，b2＝0.0011。

本实施例掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Ti_0.0007Zr_0.0011O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物、掺杂材料TiO₂混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，掺杂材料TiO₂的加入量为TiO₂中的Ti与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0007:0.9982，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZrO₂，ZrO₂的加入量为ZrO₂中的Zr与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0011：0.9982，升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Ti_0.0007Zr_0.0011O₂，ICP元素分析测试表明Ni、Co、Al、Zr、Ti每种金属的摩尔百分比如下：

实施例16

实施例16提供的是镍钴铝三元锂离子电池正极材Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，然后二氧化碳气流冲洗；

步骤(4)、第四次烧结：将所述步骤(3)清洗后的物质升温至250℃烧结3小时，降至室温，得到目标产物。

实施例17

实施例17提供的是镍钴铝三元锂离子电池正极材Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_0.815Co_0.15Al_0.035(OH)_2.035烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至775℃反应8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物升温至615℃烧结5小时，降至室温，然后碳酸水冲洗；

步骤(4)、第四次烧结：将所述步骤(3)清洗后的物质升温至350℃烧结5小时，降至室温，得到目标产物。

实施例18

实施例18提供的是Zr掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Zr_0.0025O₂，M是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0025。本实施例提供的Zr掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y及掺杂材料ZrO₂混合烧结，ZrO₂的加入量为ZrO₂中的Zr与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0025:0.9975，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合研磨，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，研磨均匀后，进行烧结，升温至775℃烧结8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Zr_0.0025O₂.

实施例19

实施例19提供的Nb掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Nb_0.0025O₂，M是Nb，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0025。本实施例提供的Nb掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y及掺杂材料Nb(OH)₅混合烧结，Nb(OH)₅的加入量为Nb(OH)₅中的Nb与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0012:0.9975,升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物及掺杂材料Nb(OH)₅混合研磨，Nb(OH)₅的加入量为Nb(OH)₅中的Nb与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0013:0.9975一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，研磨均匀后，进行烧结，升温至775℃烧结8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结得到产物升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Nb_0.0025O₂，

实施例20

本实施例提供的是Ce掺杂、采用包覆材料ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Ce_0.0007Zr_0.0011O₂，M是Ce，M'是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b1＝0.0007，b2＝0.0011。

本实施例掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y与掺杂材料CeO₂混合，掺杂材料CeO₂的加入量为CeO₂中的Ce与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0007:0.9982，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合烧结、一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZrO₂，ZrO₂的加入量为ZrO₂中的Zr与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0011：0.9982，升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Ce_0.0007Zr_0.0011O₂

实施例21

本实施例提供的是Nb掺杂、采用包覆材料ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Nb_0.0007Zr_0.0011O₂，M是Nb，M'是Zr，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b1＝0.0007，b2＝0.0011。

本实施例掺杂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，与掺杂材料Nb(OH)₅混合，掺杂材料Nb(OH)₅的加入量为Nb(OH)₅中的Nb与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0003:0.9982，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物、掺杂材料Nb(OH)₅混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，掺杂材料Nb(OH)₅的加入量为Nb(OH)₅中的Nb与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0004:0.9982，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物加入包覆材料ZrO₂，ZrO₂的加入量为ZrO₂中的Zr与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是0.0011：0.9982，升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到目标产物(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Nb_0.0007Zr_0.0011O₂，

对比例1

对比例1提供的是未掺杂未包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂，对比例1未包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)_2+y烧结，升温至500℃反应10小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至715℃反应16.5小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物升温至650℃烧结3.5小时，降至室温，即得到对比材料Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂。

对比例2

对比例2提供的是未掺杂未包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，化学式是Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂，对比例2未包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_0.815Co_0.15Al_0.035(OH)_2.035烧结，升温至600℃反应6.5小时；

步骤(2)、第二次烧结：将一水合氢氧化锂烘干至完全失去结晶水后，与所述步骤(1)烧结所得物混合，一水合氢氧化锂的用量为一水合氢氧化锂中的Li与三元正极材料前驱体中(Ni+Co+Al)摩尔比是1.035：1，混合研磨均匀后，在氧气气氛中进行烧结，升温至775℃反应8小时，然后以0.3℃/min的降温速率降至室温；

步骤(3)、第三次烧结：将所述步骤(2)烧结所得物升温至615℃烧结5小时，降至室温，即得到对比材料Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035O₂。

表1：实施例1～17，对比例1～2各个步骤反应条件、原料比例及产物。

纽扣电池组装

CR2032型号纽扣电池组装：

以实施例1～8制备的包覆的镍钴铝酸锂三元正极材料、对比例1～2制备的未包覆的镍钴铝三元正极材料为正极的活性物，负极采用金属锂片，隔膜采用Celgard 2500隔膜，电解液为苏州佛赛新材料有限公司fosai LB-002电解液，按现有技术方法组装CR2032型号纽扣电池，组装顺序为：正极盖平放、放置弹簧片、放置不锈钢片、放置正极片、注电解液、放置隔膜片、放置锂片、盖上负极帽，封口，组装完成。电池在充满氩气的干燥手套箱中进行装配。组装完成后，对电池进行性能测试，测试结果见表2。

1、ICP元素检测

测试方法：电感耦合等离子体质谱测试法

测试仪器名称:电感耦合等离子体质谱仪

型号：Prodigy DC Arc

测试仪器厂家：美国利曼—徕伯斯公司

2、循环性能

测试仪器名称：新威电池检测系统，型号：BTS-5V10mA

测试仪器厂家：深圳市新威尔电子有限公司；

测试方法：在25℃下，以1C恒流充电至4.3V，4.3V恒压至0.05C，然后1C放电至3V，反复进行100次上述充放电循环，测定第一次循环时的放电容量和第100次循环时的放电容量，计算循环100次后的容量保持率，公式为：循环后的容量保持率＝(第100次循环时的放电容量)/(第一次循环时的放电容量)*100％。

3、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的正极材料。将正极材料放入量筒，然后将量筒固定在支架上。将正极材料重复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2中列出的结果代表三次实验的平均值。

4、表面残碱量测试方法：酸碱滴定法。

(1)制备正极材料清夜：以0.0001g的精度称量W₁(30.0000±0.0040g)的正极材料，以0.01g的精度称量W₂(100±0.1g)去离子水，将正极材料与去离子水混合，氩气置换混合液中的空气，搅拌，过滤，得到滤液，移取50mL滤液，放入100mL烧杯中，准备滴定；

(2)测量LiOH含量：以酚酞为指示剂，以0.05mol/L盐酸标准溶液滴定，滴定终点时所消耗的盐酸标液体积V₁；

(3)测量Li₂CO₃含量：氩气置换步骤(2)滴定后的清液中CO₂，然后以甲基红指示剂，以0.05mol/L盐酸标准溶液滴定，滴定终点时所消耗的盐酸标液体积V₂；

正极材料表面LiOH含量(wt％)计算公式：ω₁＝(2V₁-V₂)*0.05*2.395*W₂/W₁/50；

正极材料表面Li₂CO₃含量(wt％)计算公式：ω₂＝(V₂-V₁)*0.05*7.389*W₂/W₁/50；

2.395：与盐酸标液(1.000mol/L)相当的以g表示的LiOH的质量；

7.389：与盐酸标液(2.000mol/L)相当的以g表示的Li₂CO₃的质量；

正极材料表面残碱量＝ω₁+ω₂。

表2、实施例1～17和对比例1～2的性能测试结果。

实施例/对比例	循环100次后的容量保持率(％，1C)	振实密度(g/cm<sup>3</sup>)	表面残碱量(wt％)
				实施例1	91.50	——	——
实施例2	89.70	——	——
				实施例3	83.20	2.97	0.35
实施例4	82	2.96	0.41
				实施例5	87.30	——	——
实施例6	85.90	2.80	——
				实施例7	85.80	——	——
实施例8	84	——	——
				实施例9	89.2	——	0.74
实施例10	84.9	——	0.75
				实施例11	87	——	0.66
实施例12	82.8	——	0.69
				实施例13	90.7	——	0.56
实施例14	88.9	——	0.59
				实施例15	91.	——	0.7
实施例16	——	——	0.33
				实施例17	——	——	0.21
对比例1	79.70	2.79	0.83
				对比例2	76.20	2.75	0.88

请参考图1，结合表2数据，可以看出：实施例1与对比例1相比，实施例1中采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Zr_0.0016O₂循环100次后的容量保持率91.50％，对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料循环100次后的容量保持率79.70％，与对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例1中采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Zr_0.0016O₂具有更稳定的循环性能。

请参考图2，结合表2数据，可以看出：实施例2与对比例2相比，实施例2中采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9992Zr_0.0008O₂循环100次后的容量保持率91.50％，对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料循环100次后的容量保持率76.20％，与对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例2中采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元正极材料

(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9992Zr_0.0008O₂具有更稳定的循环性能。

请参考图3，结合表2数据，可以看出：实施例3与对比例1相比，实施例3中采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.998Al_0.002O₂振实密度2.97g/cm³，循环100次后的容量保持率83.20％，对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料振实密度2.79g/cm³，循环100次后的容量保持率79.70％，与对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例3中采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料Co_0.15Al_0.035)_0.998Al_0.002O₂具有更稳定的循环性能，振实密度增加。

实施例3与对比例1相比，实施例3中采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.998Al_0.002O₂表面LiOH重量百分比是0.26％，表面Li₂CO₃重量百分比是0.09％，表面残碱量重量百分比是0.35％，对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料表面LiOH含量0.46％，表面Li₂CO₃含量重量百分比是0.37％，表面残碱量重量百分比是0.83％，与对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例3中采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料Co_0.15Al_0.035)_0.998Al_0.002O₂表面LiOH、Li₂CO₃含量降低，从而表面残碱量有效降低。

请参考图4，结合表2数据，可以看出：实施例4与对比例2相比，实施例4中采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9945Al_0.0055O₂振实密度2.96g/cm³，循环100次后的容量保持率82％，对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料振实密度2.75g/cm³，循环100次后的容量保持率76.20％，与对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例2中采用Al₂O₃包覆的(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9945Al_0.0055O₂具有更稳定的循环性能，振实密度增加。

实施例4与对比例2相比，实施例4中采用Al₂O₃包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9945Al_0.0055O₂表面LiOH含量重量百分比是0.26％，表面Li₂CO₃含量重量百分比是0.15％，表面残碱量重量百分比是0.41％，对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料表面LiOH含量重量百分比是0.49％，表面Li₂CO₃含量重量百分比是0.39％，表面残碱量重量百分比是0.88％，与对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例2中采用Al₂O₃包覆的(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9945Al_0.0055O₂表面LiOH、Li₂CO₃含量降低，从而表面残碱量有效降低。

请参考图5，结合表2数据，可以看出：实施例5与对比例1相比，实施例5中采用ZnO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9971Zn_0.0029O₂循环100次后的容量保持率87.30％，对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料循环100次后的容量保持率79.70％，与对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例5中采用ZnO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9971Zn_0.0029O₂具有更稳定的循环性能。

请参考图6，结合表2数据，可以看出：实施例6与对比例2相比，实施例6中采用ZnO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Zn_0.0007O₂循环100次后的容量保持率85.90％，对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料循环100次后的容量保持率76.20％，与对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例2中采用ZnO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Zn_0.0007O₂具有更稳定的循环性能。

请参考图7，结合表2数据，可以看出：实施例7与对比例1相比，实施例7中采用MgO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9922Mg_0.0078O₂循环100次后的容量保持率85.80％，对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料循环100次后的容量保持率79.70％，与对比例1未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例7中采用MgO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9922Mg_0.0078O₂具有更稳定的循环性能。

请参考图8，结合表2数据，可以看出：实施例8与对比例2相比，实施例8中采用MgO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂循环100次后的容量保持率84％，对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料循环100次后的容量保持率76.20％，与对比例2未包覆的镍钴铝三元正极材料相比，实施例2中采用MgO包覆的镍钴铝三元正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂具有更稳定的循环性能。

请参考图9，结合表2数据，可以看出：实施例9与对比例1相比，实施例9中Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9993Ti_0.0007O₂循环100次后的容量保持率89.2％，总残碱量重量百分比是0.74％，对比例1未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料循环100次后的容量保持率79.7％，表面残碱量重量百分比是0.83％，与对比例1未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料相比，实施例9中Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料具有更稳定的循环性能，并且表面残碱量有效降低。

请参考图10，结合表2数据，可以看出：实施例10与对比例2相比，实施例10中Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9981Ti_0.0019O₂循环100次后的容量保持率84.9％，总残碱量重量百分比是0.75％，对比例2未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料循环100次后的容量保持率76.2％，表面残碱量重量百分比是0.88％，与对比例2未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料相比，实施例10中Ti掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9981Ti_0.0019O₂容量保持率高于未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料,具有更稳定的循环性能，表面残碱量低于未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料。

请参考图11，结合表2数据，可以看出：实施例11与对比例1相比，实施例11中Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Al_0.0016O₂循环100次后的容量保持率87.0％，总残碱量重量百分比是0.66％；对比例1未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料循环100次后的容量保持率79.70％，表面残碱量重量百分比是0.83％，与对比例1未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料相比，实施例11中Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9984Al_0.0016O₂具有更稳定的循环性能，并且表面残碱量有效降低。

请参考图12，结合表2数据，可以看出：实施例12与对比例2相比，实施例4中Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.997Al_0.003O₂循环100次后的容量保持率82.8％，总残碱量重量百分比是0.69％；对比例2未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料循环100次后的容量保持率76.2％，表面残碱量重量百分比是0.88％，与对比例2未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料相比，实施例12中Al掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.997Al_0.003O₂具有更稳定的循环性能，并且表面残碱量有效降低。

请参考图13，结合表2数据，可以看出：实施例13与对比例1相比，实施例5中Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂循环100次后的容量保持率90.7％，总残碱量重量百分比是0.56％；对比例1未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料循环100次后的容量保持率79.7％，表面残碱量重量百分比是0.83％，与对比例1未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料相比，实施例13中Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9983Mg_0.0017O₂具有更稳定的循环性能，并且表面残碱量有效降低。

请参考图14，结合表2数据，可以看出：实施例14与对比例2相比，实施例6中Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Mg_0.0025O₂循环100次后的容量保持率88.9％，总残碱量重量百分比是0.59％；对比例2未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料循环100次后的容量保持率76.2％，表面残碱量重量百分比是0.88％，与对比例2未掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料相比，实施例14中Mg掺杂的镍钴铝三元锂离子正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9975Mg_0.0025O₂具有更稳定的循环性能，并且表面残碱量有效降低。

请参考图15，结合表2数据，可以看出：实施例15与对比例1相比，实施例15中采用Ti掺杂，采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Ti_0.0007Zr_0.0011O₂循环100次后的容量保持率91％，对比例1未掺杂未包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料循环100次后的容量保持率79.7％，与对比例1未掺杂未包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料相比，实施例15中采用Ti掺杂，采用ZrO₂包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料(Li_1.035Ni_0.815Co_0.15Al_0.035)_0.9982Ti_0.0007Zr_0.0011O₂具有更稳定的循环性能。

请参考表2数据，可以看出：实施例16与对比例1相比，实施例16中采用步骤(3)采用二氧化碳气流冲洗镍钴铝三元锂离子电池正极材料，得到最终产物的表面残碱量为0.33％，对比例1未清洗的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的表面残碱量为0.83％，与对比例1未清洗的镍钴铝三元锂离子电池正极材料相比，实施例16中采用二氧化碳气流冲洗得到的镍钴铝三元锂离子电池正极材料表面残碱量有效降低。

实施例17与对比例2相比，实施例17中采用步骤(3)采用碳酸水清洗镍钴铝三元锂离子电池正极材料，得到最终产物的表面残碱量为0.21％，对比例2未清洗的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的表面残碱量为0.88％，与对比例2未清洗的镍钴铝三元锂离子电池正极材料相比，实施例17中采用碳酸水清洗得到的镍钴铝三元锂离子电池正极材料表面残碱量有效降低。

综上所述，本申请镍钴铝三元正极材料至少具有以下优点：通过本发明的方法制备的镍钴铝三元正极材料，在3.0V～4.3V下的充放电循环性能得到了显著的提高：对比实施例1～15和对比例1～2的可以发现，经过100次循环后，本发明方法制备的镍钴铝三元正极材料的容量保持率高于未掺杂未包覆的镍钴铝三元正极材料；这说明本申请的镍钴铝三元正极材料具有更稳定的循环性能。

本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。