界面稳定多元正极材料及其制备方法和锂离子电池

1.一种界面稳定多元正极材料，其特征在于，所述多元正极材料包括基体和包覆在所述基体表面的包覆层；所述基体为镍基多元正极材料；所述包覆层具有式I所示的组成：Li 3+θ-j L j La 1-k Q k (PO 4 ) 2 式I；其中，L选自Na和/或K，Q选自Sc、Y、In、Fe、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd和Tb中的至少一种元素，0≤θ＜0.5，0＜j＜1，0≤k＜0.8。 2.根据权利要求1所述的多元正极材料，其中，式I中，L为Na，Q选自Y、In、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd和Tb中的至少一种元素，0＜θ≤0.15，0.24＜j＜0.66，0＜k≤0.5；优选地，所述基体为具有式II所示组成的镍基多元正极材料：Li a Ni 1-x-y Co x M' y M z O 2 式II；其中，M'选自Mn和/或Al；M选自Al、Ba、Zr、Ti、Nb、Ta、Ga、Y、W、Ca、Sr、Sc、Cr、Mo、Hf、Si、Sm、V、La、Ce、Mg和B中的至少一种元素；0.9≤a≤1.3，0.001≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0＜z≤0.1；优选地，式II中，M'为Mn；M选自Al、Zr、Ti、Nb、Ta、Y、W、Sr、Cr、Mo、Hf、Si、Sm、La、Ce、Mg和B中的至少一种元素；0.96≤a≤1.08，0.05≤x≤0.2，0.05≤y≤0.2，0.001＜z≤0.08。 3.根据权利要求1或2所述的多元正极材料，其中，所述界面稳定多元正极材料通过DSC测得的放热峰温度和峰值分别为H 1 和P 1 ；所述基体通过DSC测得的放热峰温度和峰值分别为H 2 和P 2 ，其中，H 1 ＞H 2 ，P 1 ＜P 2 ，优选地，H 1 -H 2 为≥5℃，P 1 ≤0.8P 2 ；优选地，以所述基体的质量为基准，所述包覆层的含量为0.01wt％-3wt％，优选为0.1wt％-2wt％；优选地，所述多元正极材料中包覆层的厚度为2-20nm，优选为5-10nm；优选地，所述基体的中值粒径D 50 为1-30μm，优选为2-20μm。 4.根据权利要求1-3中任意一项所述的多元正极材料，其中，所述包覆层通过XRD测得的(215)晶面的特征峰强度I (215) 和(014)晶面的特征峰强度I (014) 满足以下关系：0.3＜I (215) /I (014) ＜0.7；和，所述包覆层通过XRD测得的(215)晶面的特征峰面积S (215) 和(014)晶面的特征峰面积S (014) 满足以下关系：0.003＜S (215) /S (014) ＜0.05；优选地，0.32＜I (215) /I (014) ＜0.67；和，0.005＜S (215) /S (014) ＜0.03；优选地，所述包覆层的中值粒径D 50 小于或等于200nm，和/或，所述包覆层的比表面积大于或等于10m 2 /g；优选地，所述包覆层的离子电导率大于0.1mS/cm，优选为大于0.4mS/cm。 5.一种界面稳定多元正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将镍基多元正极材料与包覆层进行混合、第一烧结、破碎、筛分，得到所述界面稳定多元正极材料；所述包覆层具有式I所示的组成：Li 3+θ-j L j La 1-k Q k (PO 4 ) 2 式I；其中，L选自Na和/或K，Q选自Sc、Y、In、Fe、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd和Tb中的至少一种元素，0≤θ＜0.5，0＜j＜1，0≤k＜0.8。 6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述基体为具有式II所示组成的镍基多元正极材料：Li a Ni 1-x-y Co x M' y M z O 2 式II；其中，M'选自Mn和/或Al；M选自Al、Ba、Zr、Ti、Nb、Ta、Ga、Y、W、Ca、Sr、Sc、Cr、Mo、Hf、Si、Sm、V、La、Ce、Mg和B中的至少一种元素；0.9≤a≤1.3，0.001≤x≤1，0≤y≤1，0＜z≤0.1；优选地，以所述镍基多元正极材料的用量为基准，所述包覆层的加入量为0.01wt％-3wt％，优选为0.1wt％-2wt％。 7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述第一烧结的条件包括：烧结温度为250-800℃，优选为300-750℃；烧结时间为4-48h，优选为8-24h。 8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其中，所述包覆层依次经高温固相处理和离子交换处理得到；优选地，所述包覆层按照以下步骤制备：(1)将L源、镧源、可选地Q源和磷源按照n(L):n(La):n(Q):n(P)＝3+θ:1-k:k:2的摩尔比混合，得到混合料；(2)将所述混合料进行混合、第二烧结、破碎、筛分，得到包覆层前驱体L 3+θ La 1-k Q k (PO 4 ) 2 ；(3)将所述包覆层前驱体L 3+θ La 1-k Q k (PO 4 ) 2 、锂源和纯水进行混合、砂磨、干燥、除铁、筛分，得到所述包覆层；其中，0≤θ<0.5，包覆层前驱体L 3+θ La 1-k Q k (PO 4 ) 2 与所述锂源的用量使得n(Li):n(L)＝3+θ-j：j；优选地，所述第二烧结的条件包括：烧结温度为600-1300℃，烧结时间为9-36h；更优选地，所述第二烧结为两段烧结，所述第二烧结按照以下步骤进行：将混合料在600-900℃下烧结1-5h后，在800-1300℃下烧结8-24h。 9.根据权利要求5-8中任意一项所述的制备方法，其中，所述镍基多元正极材料按照以下步骤制备：S1、将钴盐、M'盐、镍盐按照n(Ni):n(Co):n(M')＝(1-x-y):x:y的摩尔比配制混合盐溶液；将沉淀剂和络合剂分别配制为沉淀剂溶液和络合剂溶液；S2、将所述混合盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液加入反应釜，在惰性气氛中进行共沉淀反应，得到固液混合浆料，所述固液混合浆料经过滤、洗涤、干燥、除铁、筛分，得到多元材料前驱体；S3、将所述多元材料前驱体、锂源进行混合、第三烧结、破碎、除铁、筛分，得到镍基多元正极材料；将M源添加至步骤S2和/或步骤S3中；优选地，步骤S3中，所述锂源按照摩尔比为0.90≤n(Li)/[n(Ni)+n(Co)+n(M')]≤1.30的量加入；优选地，所述第三烧结的条件包括：烧结温度为650-1000℃，优选为800-950℃；烧结时间为4-48h，优选为8-24h。 10.由权利要求5-9中任意一项所述的制备方法制得的界面稳定多元正极材料。 11.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含权利要求1-4和10中任意一项所述的界面稳定多元正极材料。