[發(fā)明專利]多殼層前驅體、梯度含量正極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911103784.X
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110828804B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 黃玲;王英;唐仁衡;郭宇;肖方明;李文超;周慶;盧賜福
• 申請（專利權）人: 廣東省稀有金屬研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

1.一種多殼層前驅體的制備方法，其特征在于，所述多殼層前驅體包括鎳鈷氫氧化物內核和包覆于所述鎳鈷氫氧化物內核的鎳鈷鋁氫氧化物外層，所述鎳鈷鋁氫氧化物外層為多層結構；

在所述鎳鈷鋁氫氧化物外層的多層結構中，鋁元素含量自里層至外層依次增加；

鎳元素的含量自里層至外層依次減少，鈷元素的含量自內核表面至外層依次減少；所述鎳鈷鋁氫氧化物外層為3層結構；在所述鎳鈷鋁氫氧化物外層的3層結構中，以質量分數(shù)計，自里層至外層鋁元素的含量依次為0％-0.45％、0.20％-1.00％和0.40％-2.00％，鎳元素的含量依次為61.50％-51.90％、55.90％-50.50％和53.50％-48.00％，鈷元素的含量依次為3.00％-10.00％、10.00％-8.00％和9.50％-6.50％；

所述多殼層前驅體中鎳元素的總含量為53.35％-59.30％；

在所述鎳鈷氫氧化物內核中其成分組成為Ni_xCo_1-x(OH)₂，0.85≤x＜1；

包括如下步驟：將第一鎳鈷鹽溶液在堿性條件下沉積形成鎳鈷氫氧化物漿料；在堿性條件下，利用第二鎳鈷鹽溶液和鋁鹽溶液在所述鎳鈷氫氧化物漿料中進行外層沉積得到多殼層前驅體料漿，其中，所述鋁鹽溶液采用分段加速注入的方式加入；

所述鎳鈷氫氧化物漿料是將第一鎳鈷鹽溶液和第一堿溶液加入第一絡合底液中進行共沉淀形成；所述多殼層前驅體料漿是先將所述鎳鈷氫氧化物和第二絡合底液混合之后，再加入第二鎳鈷鹽溶液、鋁鹽溶液和第二堿溶液進行外層沉積得到；

所述鋁鹽溶液分三段加速注入，所述第二鎳鈷鹽溶液勻速加入，并和所述鋁鹽溶液同時注入完畢；所述鋁鹽溶液在第一段的加入速率為20-100mL/h，加入時間為15-200min；在第二段的加入速率為40-220mL/h，加入時間為15-200min；在第三段的加入速率為60-320mL/h，加入時間為15-200min。

2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋁鹽溶液在第一段的加入速率為30-80mL/h，加入時間為20-120min；在第二段的加入速率為50-150mL/h，加入時間為20-120min；在第三段的加入速率為70-250mL/h，加入時間為20-120min。

3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述鎳鈷氫氧化物漿料的制備過程中控制反應pH值為9.5-12.5。

4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在所述鎳鈷氫氧化物漿料的制備過程中反應溫度為30-60℃，攪拌速率為300-1000r/min。

5.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述第一鎳鈷鹽溶液的加入速率為30-180mL/h。

6.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在所述第一鎳鈷鹽溶液加入完畢后進行一次陳化。

7.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述一次陳化過程的陳化溫度為30-60℃，陳化時間為0.5-24h，攪拌速率為300-600r/min。

8.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在利用所述鎳鈷氫氧化物漿料制備所述多殼層前驅體料漿的過程中，控制反應pH值為9-12。

9.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，在利用所述鈷氫氧化物漿料制備所述多殼層前驅體料漿的過程中，反應溫度為30-60℃，攪拌速率為500-1200r/min。

10.根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第一絡合底液和所述第二絡合底液均為氨水溶液。

11.根據(jù)權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述第一絡合底液為0.2-1.0mol/L的氨水溶液。