CN105280898B - 钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料的制备方法，可作为锂离子电池正极活性材料，具有α‑NaFeO2层状结构，属空间群，其颗粒大小为100‑300nm，且颗粒之间团聚在一起，本发明主要是通过简单易行的共沉淀法结合固相烧结法制备了钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/ 3Co1/3Mn1/3O2纳米材料，其作为锂离子电池正极活性材料时，表现出功率高、循环稳定性好的特点；其次，本发明工艺简单，通过简单易行的并流加料即可得到前驱体浆体，对浆体进行离心洗涤干燥和空气气氛下固相烧结即可得到钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料。该方法可行性强，易于放大化，符合绿色化学的特点，利于市场化推广。

Description

钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纳米材料与电化学技术领域，具体涉及钒掺杂锂镍钴锰氧化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)纳米材料的制备方法，该材料可作为锂离子电池正极活性材料。
背景技术
如今，为了进一步促进电动汽车领域的快速发展，研究基于新型纳米结构的高容量、高功率、高稳定性、温度适应性好及低成本锂离子电池是当前低碳经济时代锂离子电池研究的前沿和热点之一。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2综合了LiNiO2，LiCoO2和LiMnO2这3类材料的优点，形成了LiNiO2/LiCoO2/LiMnO2的共溶体系，存在明显的三元协同作用。具有价格低廉、易合成、理论容量高、电化学性能稳定及安全性好等优点被认为是最具潜力的锂离子电池正极材料之一。
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有α-NaFeO2层状结构，属空间群。其中Ni/Co/Mn分别主要以2+/3+/4+存在于晶格中，在充放电过程中，Ni2+、Co3+为活性物质参与电化学反应，Mn4+为非活性物质不参与电化学反应，但可提高晶体结构的稳定性，同时降低了正极材料的成本。通过分析影响材料电化学性能机理，对其进行改性，产品电化学性能得以不断提高，目前LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2已经走向实用化，但对该材料的实用性而言，还有问题要解决：(1)由于Ni2+半径与Li+接近，合成时Ni2+易进入锂位，引起位错，导致首次放电效率不高，第一次放电容量损失较大；(2)锂离子扩散系数小，高电位下容量衰减较快，大电流充放电性能较差及脱锂后的化合物热力学稳定性还不够理想，易引起氧缺失和相变。针对这些问题，借已有的研究成果，相关学者对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料进行了广泛而细致的体相掺杂和表面包覆改性研究。
对正极材料进行掺杂改性可提高材料在充放电前后结构稳定性，抑制相变产生，提高脱锂度，增大材料容量，提高材料导电率。根据晶体化学理论，有时微量外来组元掺杂导致晶体缺陷，可以提高离子在体相扩散速率；根据能带理论，对于半导体化合物采用高价或低价离子掺杂可形成p型或n型半导体，从而提高晶体导电率。近年来，研究者们探索了不同金属元素(Mg、Al、Zr、Ti、Na、Fe、Ru等)掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料电化学性能的影响。但是，微量钒取代的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料还鲜有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及其制备方法，其工艺简单、符合绿色化学的要求且便于放大化，在此基础上，钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2还具有优良的电化学性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料，具有α-NaFeO2层状结构，属空间群，其颗粒大小为100-300nm，且颗粒之间团聚在一起，其为下述方法所得产物，包括有以下步骤：
1)将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰加入到蒸馏水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液；
2)称取与金属盐摩尔比为1:1的碳酸盐沉淀剂，将其加入到蒸馏水中得到透明溶液，搅拌均匀；
3)量取少量浓氨水稀释后作为底液；在持续磁力搅拌条件下，将步骤1)和2)所得溶液同时滴加到步骤3)中的氨水溶液中，控制反应pH值在8.0；
4)常温或65℃水浴搅拌24～72h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中预烧后，与五氧化二钒和锂源在酒精中分散混合均匀，搅拌烘干得到粉末；
6)将步骤5)得到的粉末稍微研磨后再进行煅烧，最终得到黑色的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料。
按上述方案，步骤2)所述的碳酸盐沉淀剂为Na2CO3和NH4HCO3中的任意一种或它们的混合。
按上述方案，步骤3)所述的锂源为LiAc、Li2CO3、LiNO3、LiOH中的任意一种或它们的混合。
按上述方案，步骤5)所述的预烧温度为500℃，时间为5小时，步骤6)所述的煅烧温度为800-900℃，时间为12～20小时。
所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料的制备方法，包括有以下步骤：
1)将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰加入到蒸馏水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液；
2)称取与金属盐摩尔比为1:1的碳酸盐沉淀剂，将其加入到蒸馏水中得到透明溶液，搅拌均匀；
3)量取少量浓氨水稀释后作为底液；在持续磁力搅拌条件下，将步骤1)和2)所得溶液同时滴加到步骤3)中的氨水溶液中，控制反应pH值在8.0；
4)常温或65℃水浴搅拌24～72h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中预烧后，与五氧化二钒和锂源在酒精中分散混合均匀，搅拌烘干得到粉末；
6)将步骤5)得到的粉末稍微研磨后再进行煅烧，最终得到黑色的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料。
所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料作为锂离子电池正极活性材料的应用。
本发明钒掺杂锂镍钴锰氧化物电极材料具有短的离子传输路径，高的离子扩散速率和电子导电性。钒取代导致晶格中的三价Mn含量增加，充放电过程中三价锰离子通过价态的改变来提高晶格稳定性和电子导电性，降低了电极材料在快速充放电过程中产生的极化最终实现LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电极材料在高功率、长寿命电极材料领域的应用，使其成为电动汽车用锂离子电池的潜在应用材料。
本发明的有益效果是：本发明主要是通过简单易行的共沉淀法结合固相烧结法制备了钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料，其作为锂离子电池正极活性材料时，表现出功率高、循环稳定性好的特点；其次，本发明工艺简单，通过简单易行的并流加料即可得到前驱体浆体，对浆体进行离心洗涤干燥和空气气氛下固相烧结即可得到钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料。该方法可行性强，易于放大化，符合绿色化学的特点，利于市场化推广。
附图说明
图1是本发明实施例1的钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的XRD图；
图2是本发明实施例1的钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的SEM图；
图3是本发明实施例1的钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的TEM图；
图4是本发明实施例1的钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的常温电池循环性能图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)将2.6284g硫酸镍(NiSO4)、2.8115g硫酸钴(CoSO4)、1.6395g硫酸锰(MnSO4)(Ni:Co:Mn＝1:1:0.99)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到酒红色的金属盐溶液；
2)称取3.1797g碳酸钠(Na2CO3)(碳酸钠与金属盐摩尔比是1:1)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到透明沉淀剂溶液；
3)量取0.42ml浓氨水(NH3·H2O)加入到20ml去离子水中稀释，氨水溶液作为底液，将步骤1)和2)中的金属盐溶液和沉淀剂溶液同时加入，控制反应体系pH在8.0左右，样品滴加结束后得到粉色浆体；
4)65℃水浴搅拌48h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干，得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中500℃预烧5h，得到的黑色粉末与0.0273g五氧化二钒(V2O5)和1.2588g氢氧化锂(LiOH)于酒精中混合分散均匀，80℃搅拌烘干；
6)将掺入钒源和锂源的黑色前驱体粉末稍微研磨后在800℃空气气氛下煅烧16h，最终得到黑色的钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料。
以本发明的产物钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料为例，其结构由X-射线衍射仪确定。如图1所示，X-射线衍射图谱(XRD)表明，钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2物相具有α-NaFeO2层状结构，属空间群，由于掺杂元素量很少，在XRD图谱中没有观察到杂相峰。
SEM图像(图2)和TEM图像(图3)表明我们所制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为纳米级颗粒。单独的钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2颗粒大小为0.1-0.3μm，小颗粒团聚在一起堆积聚集成为尺寸为几十微米的大颗粒。
本发明制备的钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极活性材料，锂离子电池的制备方法其余步骤与通常的制备方法相同。正极片的制备方法如下，采用钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为活性材料，Super碳作为导电剂，PVDF作为粘结剂；首先将0.27g PVDF溶于14.73g N-甲基吡咯烷酮(NMP)中得到粘结剂溶液；称取210mg活性材料和60mg Super碳研磨均匀后，加入1.6667g粘结剂溶液，再研磨5分钟后均匀涂覆在铝箔上，然后置于80℃的烘箱干燥24小时后备用。以1M的LiPF6溶解于乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)中作为电解液，锂片为负极，Celgard2325为隔膜，CR2025型不锈钢为电池外壳组装成扣式锂离子电池。
以本实施例所得的钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例，如图4a所示，在0.5C、1C、2C、5C、10C和20C的电流密度下，钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的首次放电比容量可以分别达到169.4、161.1、160.4、149.9、142.9和137.7mAh/g。材料的倍率性能优异(图4b)，在经历0.5C～20C不同电流密度下的充放电后，材料在20C电流密度下的放电容量仍然可以达到136.6mAh/g。在经历上述快速充放电后，材料在0.5C电流密度下的容量可以恢复到165.1mAh/g，说明材料的结构稳定性好。此外，材料的循环稳定性也非常突出(图4c)，在1C的电流密度下，材料循环1000次后的比容量仍为114mAh/g，容量保持率为70.8％，次容量衰减率为0.036％。在整个电池测试过程中，大多数库伦效率均可达99％，表明材料良好的循环可逆性。上述性能表明，钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料具有非常优异的电化学性能，是一种潜在的锂离子电池正极材料。
实施例2：
钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)将2.6284g硫酸镍(NiSO4)、2.8115g硫酸钴(CoSO4)、1.6395g硫酸锰(MnSO4)(Ni:Co:Mn＝1:1:0.99)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到酒红色的金属盐溶液；
2)称取1.5899g碳酸钠(Na2CO3)和1.1859g碳酸氢铵(NH4HCO3)(Na2CO3:NH4HCO3:金属盐＝1:1:2)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到透明沉淀剂溶液；
3)量取0.42ml浓氨水(NH3·H2O)加入到20ml去离子水中稀释，氨水溶液作为底液，将步骤1)和2)中的金属盐溶液和沉淀剂溶液同时加入，控制反应体系pH在8.0左右，样品滴加结束后得到粉色浆体；
4)65℃水浴搅拌48h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干，得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中500℃预烧5h，得到的黑色粉末与0.0273g五氧化二钒(V2O5)和1.2588g氢氧化锂(LiOH)于酒精中混合分散均匀，80℃搅拌烘干；
6)将掺入钒源和锂源的黑色前驱体粉末稍微研磨后再在800℃空气气氛下煅烧16h，最终得到黑色锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料。
以本实施例所得的钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例，在1C电流密度下的首次放电比容量可以分别达到129mAh/g，500次循环后放电比容量为90.4mAh/g。
实施例3：
钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)将2.6284g硫酸镍(NiSO4)、2.8115g硫酸钴(CoSO4)、1.6395g硫酸锰(MnSO4)(Ni:Co:Mn＝1:1:0.99)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到酒红色的金属盐溶液；
2)称取3.1797g碳酸钠(Na2CO3)(碳酸钠与金属盐摩尔比是1:1)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到透明沉淀剂溶液；
3)量取0.42ml浓氨水(NH3·H2O)加入到20ml去离子水中稀释，氨水溶液作为底液，将步骤1)和2)中的金属盐溶液和沉淀剂溶液同时加入，控制反应体系pH在8.0左右，样品滴加结束后得到粉色浆体；
4)室温下搅拌48h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干，得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中500℃预烧5h，得到的黑色粉末与0.0273g五氧化二钒(V2O5)和1.2588g氢氧化锂(LiOH)于酒精中混合分散均匀，80℃搅拌烘干；
6)将掺入钒源和锂源的黑色前驱体粉末稍微研磨后再在800℃空气气氛下煅烧16h，最终得到黑色锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料。
以本实施例所得的钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例，在1C电流密度下的首次放电比容量可以分别达到145.8mAh/g，500次循环后放电比容量为94.3mAh/g。
实施例4：
钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)将2.6284g硫酸镍(NiSO4)、2.8115g硫酸钴(CoSO4)、1.6395g硫酸锰(MnSO4)(Ni:Co:Mn＝1:1:0.99)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到酒红色的金属盐溶液；
2)称取3.1797g碳酸钠(Na2CO3)(碳酸钠与金属盐摩尔比是1:1)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到透明沉淀剂溶液；
3)量取0.42ml浓氨水加入到20ml去离子水中稀释，氨水溶液作为底液，将步骤1)和2)中的金属盐溶液和沉淀剂溶液同时加入，控制反应体系pH在8.0左右，样品滴加结束后得到粉色浆体；
4)65℃水浴搅拌48h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干，得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中500℃预烧5h，得到的黑色粉末与0.0273g五氧化二钒(V2O5)和1.2588g氢氧化锂(LiOH)于酒精中混合分散均匀，80℃搅拌烘干；
6)将掺入钒源和锂源的黑色前驱体粉末稍微研磨后再在850℃空气气氛下煅烧16h，最终得到黑色锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料。
以本实施例所得的钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例，在0.5C电流密度下的首次放电比容量可以分别达到153.5mAh/g，300次循环后放电比容量为116.2mAh/g。
实施例5：
钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)将2.6284g硫酸镍(NiSO4)、2.8115g硫酸钴(CoSO4)、1.6395g硫酸锰(MnSO4)(Ni:Co:Mn＝1:1:0.99)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到酒红色的金属盐溶液；
2)称取3.1797g碳酸钠(Na2CO3)(碳酸钠与金属盐摩尔比是1:1)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到透明沉淀剂溶液；
3)量取0.42ml浓氨水(NH3·H2O)加入到20ml去离子水中稀释，氨水溶液作为底液，将步骤1)和2)中的金属盐溶液和沉淀剂溶液同时加入，控制反应体系pH在8.0左右，样品滴加结束后得到粉色浆体；
4)65℃水浴搅拌48h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干，得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中500℃预烧5h，得到的黑色粉末与0.0273g五氧化二钒(V2O5)和1.2588g氢氧化锂(LiOH)于酒精中混合分散均匀，80℃搅拌烘干；
6)将掺入钒源和锂源的黑色前驱体粉末稍微研磨后再在900℃空气气氛下煅烧16h，最终得到黑色锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料。
以本实施例所得的钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例，在0.5C电流密度下的首次放电比容量可以分别达到162.2mAh/g，300次循环后放电比容量为119.5mAh/g。
实施例6：
2％钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)将2.6284g硫酸镍(NiSO4)、2.8115g硫酸钴(CoSO4)、1.5889g硫酸锰(MnSO4)(Ni:Co:Mn＝1:1:0.98)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到酒红色的金属盐溶液；
2)称取3.1797g碳酸钠(Na2CO3)(碳酸钠与金属盐摩尔比是1:1)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到透明沉淀剂溶液；
3)量取0.42ml浓氨水(NH3·H2O)加入到20ml去离子水中稀释，氨水溶液作为底液，将步骤1)和2)中的金属盐溶液和沉淀剂溶液同时加入，控制反应体系pH在8.0左右，样品滴加结束后得到粉色浆体；
4)65℃水浴搅拌48h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干，得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中500℃预烧5h，得到的黑色粉末与0.0546g五氧化二钒(V2O5)和1.2588g氢氧化锂(LiOH)于酒精中混合分散均匀，80℃搅拌烘干；
6)将掺入钒源和锂源的黑色前驱体粉末稍微研磨后再在800℃空气气氛下煅烧16h，最终得到黑色钒掺杂量为2％的锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料。
以本实施例所得的钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例，在1C电流密度下的首次放电比容量可以分别达到163.4mAh/g，300次循环后放电比容量为120.2mAh/g。
实施例7：
3％钒掺杂锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料的制备方法，它包括如下步骤：
1)将2.6284g硫酸镍(NiSO4)、2.8115g硫酸钴(CoSO4)、1.5381g硫酸锰(MnSO4)(Ni:Co:Mn＝1:1:0.97)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到酒红色的金属盐溶液；
2)称取3.1797g碳酸钠(Na2CO3)(碳酸钠与金属盐摩尔比是1:1)加入到15mL去离子水中，常温搅拌溶解，得到透明沉淀剂溶液；
3)量取0.42ml浓氨水(NH3·H2O)加入到20ml去离子水中稀释，氨水溶液作为底液，将步骤1)和2)中的金属盐溶液和沉淀剂溶液同时加入，控制反应体系pH在8.0左右，样品滴加结束后得到粉色浆体；
4)65℃水浴搅拌48h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干，得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中500℃预烧5h，得到的黑色粉末与0.0819g五氧化二钒(V2O5)和1.2588g氢氧化锂(LiOH)于酒精中混合分散均匀，80℃搅拌烘干；
6)将掺入钒源和锂源的黑色前驱体粉末稍微研磨后再在800℃空气气氛下煅烧16h，最终得到黑色钒掺杂量为3％的锂镍钴锰氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2纳米材料。
以本实施例所得的钒掺杂LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为例，在1C电流密度下的首次放电比容量可以分别达到148.2mAh/g，300次循环后放电比容量为117.4mAh/g。

Claims (9)

1.钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料，具有α-NaFeO2层状结构，属空间群，其颗粒大小为100-300nm，且颗粒之间团聚在一起，其为下述方法所得产物，包括有以下步骤：
1)将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰加入到蒸馏水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液；
2)称取与金属盐摩尔比为1:1的碳酸盐沉淀剂，将其加入到蒸馏水中得到透明溶液，搅拌均匀；
3)量取少量浓氨水稀释后作为底液；在持续磁力搅拌条件下，将步骤1)和2)所得溶液同时滴加到步骤3)中的氨水溶液中，控制反应pH值在8.0；
4)常温或65℃水浴搅拌24～72h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中预烧后，与五氧化二钒和锂源在酒精中分散混合均匀，搅拌烘干得到粉末；
6)将步骤5)得到的粉末稍微研磨后再进行煅烧，最终得到黑色的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料。
2.根据权利要求1所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料，其特征在于，步骤2)所述的碳酸盐沉淀剂为Na2CO3和NH4HCO3中的任意一种或它们的混合。
3.根据权利要求1所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料，其特征在于，步骤5)所述的锂源为LiAc、Li2CO3、LiNO3、LiOH中的任意一种或它们的混合。
4.根据权利要求1所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料，其特征在于，步骤5)所述的预烧温度为500℃，时间为5小时，步骤6)所述的煅烧温度为800-900℃，时间为12～20小时。
5.一种权利要求1所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料的制备方法，包括有以下步骤：
1)将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰加入到蒸馏水中，搅拌溶解，得到金属盐溶液；
2)称取与金属盐摩尔比为1:1的碳酸盐沉淀剂，将其加入到蒸馏水中得到透明溶液，搅拌均匀；
3)量取少量浓氨水稀释后作为底液；在持续磁力搅拌条件下，将步骤1)和2)所得溶液同时滴加到步骤3)中的氨水溶液中，控制反应pH值在8.0；
4)常温或65℃水浴搅拌24～72h后得到泥土色浆体，离心洗涤后烘干得到前驱体粉末；
5)将前驱体粉末在马弗炉中预烧后，与五氧化二钒和锂源在酒精中分散混合均匀，搅拌烘干得到粉末；
6)将步骤5)得到的粉末稍微研磨后再进行煅烧，最终得到黑色的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料。
6.根据权利要求5所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的碳酸盐沉淀剂为Na2CO3和NH4HCO3中的任意一种或它们的混合。
7.根据权利要求5所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤5)所述的锂源为LiAc、Li2CO3、LiNO3、LiOH中的任意一种或它们的混合。
8.根据权利要求5所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤5)所述的预烧温度为500℃，时间为5小时，步骤6)所述的煅烧温度为800-900℃，时间为12～20小时。
9.权利要求1所述的钒掺杂锂镍钴锰氧化物纳米材料作为锂离子电池正极活性材料的应用。
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