[發明專利]一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體前驅體及其制備方法

在審

• 申請號: 201711308963.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109904440A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 梁國文;王艷平;王明彩;李國華;曹秉偉;徐云軍;程迪
• 申請（專利權）人: 河南科隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/52;H01M10/0525
• 代理公司: 北京神州華茂知識產權有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

1.一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體，其特征在于：具有以下分子式組成Ni_xCo_yAl_z(OH)_2+z，其中0.3≤X≤0.9，0.05≤Y≤0.3，0.01≤Z≤0.05，且X+Y+Z＝1；

且由內而外，Ni，Co，Al元素呈梯度分布，其中；

最內層的分子式為Ni_aCo_bAl_c(OH)_2+c，其中a＞X，0.1＞c＞Z,，且a+b+c＝1；

最外層的分子式為Ni_dCo_eAl_f(OH)_2+f，其中a＞X＞d，c＞Z＞f，且d+e+f＝1；

前驅體中間層為上述前驅體最內層和前驅體最外層的梯度過渡材料。

2.根據權利要求1所述的一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體，其特征在于，所述一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體為球形，且所述球形正極材料前驅體中，鎳元素從內到外呈遞減趨勢，鈷元素和鋁元素從內到外呈遞增趨勢。

3.一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)將鎳鹽、鈷鹽、鋁鹽配在30-80℃下溶解在去離子水中，配制成濃度為0.5-3mol/l的混合溶液A，Ni_aCo_bAl_c(OH)_2+c，其中a＞X，0.1＞c＞Z,，且a+b+c＝1；

(2)將鎳鹽、鈷鹽、鋁鹽配在30-80℃下溶解在去離子水中，配制成濃度為0.5-3mol/l的混合溶液B，Ni_dCo_eAl_f(OH)_2+f，其中a＞X＞d，c＞Z＞f，且d+e+f＝1；

(3)將堿溶解在去離子水中配制濃度為0.5-10mol/l的堿溶液；

(4)配制濃度為0.5-10mol/l的絡合劑；

(5)采用共沉淀的方法制作一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體：用計量泵將溶液A以恒定的速率V1加入反應釜中，溶液B通過計量泵以恒定的速率V2加入到溶液A所在的容器當中，并且以緩慢的攪拌速度攪拌均勻，直至溶液A和溶液B的混合液消耗完畢，即可停止反應，整個反應過程，所述堿溶液和絡合劑也同時加入到反應釜中，保持合成工藝穩定；所述反應釜中有保護性氣體；

(6)將步驟(5)中的固液混合物經過離心過濾分離，洗滌烘干后得到一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體。

4.根據權利要求3所述的一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)和(2)中所用的鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳或硝酸鎳中的一種或幾種；所用的鈷鹽為硫酸鈷、氯化鈷或硝酸鈷中的一種或幾種；所用的鋁鹽為硫酸鋁、氯化鋁或硝酸鋁中的一種或幾種；所述步驟(1)和(2)中的溶液A和溶液B，其濃度相同，體積相同或不同。

5.根據權利要求3所述的一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或幾種。

6.根據權利要求3所述的一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中的絡合劑為氨水、檸檬酸或草酸中的一種或幾種。

7.根據權利要求3所述的一種鎳鈷鋁全梯度正極材料前驅體前驅體的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中的V1為1-100ml/min，V2為1-100ml/min，V1和V2能夠相同或不同；所述步驟(5)中的緩慢攪拌速度為1-100r/min；所述步驟(5)中的合成工藝為：攪拌速度為500-1000r/min，溫度為30-80℃，反應pH為10-14；所述步驟(5)中，所述保護性氣體為氮氣，氬氣或氦氣中的一種或幾種。