一种多元素改性的单晶正极材料及其制备方法和锂离子电池、用电装置与流程

1.一种多元素改性的单晶正极材料，其特征在于，包括单晶正极材料基体，所述单晶正极材料基体中掺杂有a元素和b元素，所述单晶正极材料基体表面包覆有类钙钛矿结构的abo3包覆层，其中，a元素选自la、sr、ca、na、nd、ce、k、rb、cs中的至少一种，b元素选自zr、mo、w、nb、sn、sb、sc、al、ta、ti中的至少一种，所述多元素改性的单晶正极材料中，a元素与b元素的摩尔比为(0.033-1)：1。

2.一种多元素改性的单晶正极材料，其特征在于，所述多元素包括a元素和b元素，a元素和b元素部分掺杂进入单晶正极材料基体体相中，部分在单晶正极材料基体表面形成类钙钛矿结构的abo3包覆层，其中，a元素选自la、sr、ca、na、nd、ce、k、rb、cs中的至少一种，b元素选自zr、mo、w、nb、sn、sb、sc、al、ta、ti中的至少一种，所述多元素改性的单晶正极材料中，a元素与b元素的摩尔比为(0.033-1)：1。

3.如权利要求1或2所述的多元素改性的单晶正极材料，其特征在于，所述单晶正极材料基体化学式为liani(1-x-y)coxmyo2，其中，1＜a≤1.1，0<x≤0.4，0＜y＜0.4，m选自mn或/和al。

4.如权利要求1或2所述的多元素改性的单晶正极材料，其特征在于，所述多元素改性的单晶正极材料中，a、b元素的元素浓度从单晶正极材料一次颗粒的表面向单晶正极材料一次颗粒的中心逐渐降低。

5.如权利要求4所述的多元素改性的单晶正极材料，其特征在于，对所述多元素改性的单晶正极材料一次颗粒进行区域划分，距离一次颗粒表面的距离0≤l≤0.3r的区域为第一区域，距离一次颗粒表面的距离为0.3r＜l≤r的区域为第二区域，所述第一区域中：a、b元素的浓度从外向内，以每0.1r降低10.9％-62％的幅度呈梯度分布，所述第二区域中：a、b元素浓度从外向内，以每0.1r降低0.1％-10％的幅度呈梯度分布，其中，r为多元素改性的单晶正极材料一次颗粒的半径。

6.如权利要求1或2所述的多元素改性的单晶正极材料，其特征在于，a元素选自la、sr、ca、na、nd、ce、k、rb、cs中的一种、两种或三种，b元素选自zr、mo、w、nb、sn、sb、sc、al、ta、ti中的一种或两种。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的多元素改性的单晶正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含a元素的化合物的添加量为200-1500ppm，所述含b元素的化合物的添加量为200-3000ppm。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂源选自氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂或硝酸锂中的一种或多种；

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，湿法球磨的转速为240-360rpm/min，球磨时间为7-12h。

11.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥包括真空干燥，真空干燥的温度为60-120℃，真空干燥的时间为6-12h。

12.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一次烧结在氧气气氛中进行，所述第一次烧结的温度为400-700℃，烧结的时间为2-5h。

13.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第二次烧结在氧气气氛中进行，所述第二次烧结为分段烧结，先由室温升温至400-600℃，保温煅烧1-3h，再升温至800-900℃，保温煅烧7-12h。

14.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1～6中任一项所述的多元素改性的单晶正极材料或者包括权利要求7～13中任一项所述的制备方法制备获得的多元素改性的单晶正极材料。

15.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求14所述的锂离子电池。