一种锂离子电池正极材料前驱体及其制备方法和锂离子电池正极材料与流程

技术特征：
1.一种锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：s1、按共沉淀反应产物为(ni
a
co
b
mn
c
)1‑
x
al
x
(oh)2的比例，将镍盐、钴盐、锰盐、铝盐溶于水中，得到第一混合溶液，其中0.01≤x≤0.07，0.5≤a≤0.9，0.05≤b≤0.2，0.05≤c≤0.3，且a b c＝1；s2、按共沉淀反应产物为ni
d
co
e
mn
f
(oh)2的比例，将镍盐、钴盐、锰盐溶于水中，得到第二混合溶液，其中0.5≤d≤0.9，0.05≤e≤0.2，0.05≤f≤0.3，且d e f＝1；s3、向反应釜中持续加入所述第一混合溶液、碱溶液和氨水溶液，进行第一阶段共沉淀反应，形成前驱体内核部分，然后停止加入第一混合溶液，向反应釜中持续加入所述第二混合溶液、碱溶液和氨水溶液，进行第二阶段共沉淀反应，在前驱体内核部分的外表面包覆形成前驱体外壳部分，得到锂离子电池正极材料前驱体。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述第一阶段共沉淀反应的反应体系中nh3的浓度为5
‑
10g/l，ph为11.2
‑
12.0；所述第二阶段共沉淀反应的反应体系中nh3的浓度为5
‑
10g/l，ph为11.2
‑
12.0。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述第一阶段共沉淀反应的温度为50
‑
55℃，反应在搅拌下进行，搅拌速度为600
‑
900rpm；所述第二阶段共沉淀反应的温度为50
‑
55℃，反应在搅拌下进行，搅拌速度为600
‑
900rpm；所述第一阶段共沉淀反应和第二阶段共沉淀反应均在惰性气体保护下进行。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述前驱体内核部分的粒度为1.5
‑
3μm，所述前驱体的粒度为4
‑
6μm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述第一混合溶液中的金属离子浓度为1.8
‑
2.2mol/l；所述第二混合溶液中的金属离子浓度为1.8
‑
2.2mol/l；所述氨水溶液的浓度为7
‑
10mol/l；所述碱溶液的浓度为4
‑
6mol/l；所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠中的至少一种的水溶液；所述镍盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍中的至少一种；所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴中的至少一种；所述锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰中的至少一种；所述铝盐为硫酸铝、硝酸铝、氯化铝中的至少一种。6.一种锂离子电池正极材料前驱体，其特征在于，由权利要求1
‑
5任一项所述的制备方法制得；所述前驱体包括内核和包裹在所述内核外表面的外壳，其中内核疏松，具有多孔结构，内核的化学组成如通式(ni
a
co
b
mn
c
)1‑
x
al
x
(oh)2所示，其中0.01≤x≤0.07，0.5≤a≤0.9，0.05≤b≤0.2，0.05≤c≤0.3，且a b c＝1；外壳致密，外壳的化学组成如通式ni
d
co
e
mn
f
(oh)2所示，其中0.5≤d≤0.9，0.05≤e≤0.2，0.05≤f≤0.3，且d e f＝1。7.权利要求6所述的锂离子电池正极材料前驱体在锂离子电池正极材料制备中的应用。8.一种功率型锂离子电池正极材料，其特征在于，其制备方法包括下述步骤：(1)、将权利要求6所述的锂离子电池正极材料前驱体、锂源和纳米氧化物混合均匀，得到第一混合料，经过一次烧结，得到一次烧结物料；(2)、将所述一次烧结物料、硼源、纳米氧化铝和氢氧化钴混合均匀，得到第二混合料，经过二次烧结，即得。9.根据权利要求8所述的功率型锂离子电池正极材料，其特征在于，所述第一混合料
中，ni、co、mn的摩尔数之和与li的摩尔数之比为1：(1.01
‑
1.05)，ni、co、mn的摩尔数之和与纳米氧化物的摩尔数之比为1：(0.01
‑
0.04)；所述第二混合料中，硼源、纳米氧化铝、氢氧化钴中的硼元素、铝元素、钴元素的质量之和为所述一次烧结物料质量的0.2
‑
0.5％；优选地，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂或其组合，所述纳米氧化物为纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米二氧化钛中的至少一种，所述硼源为硼酸。10.根据权利要求8或9所述的功率型锂离子电池正极材料，其特征在于，所述一次烧结的烧结氛围为纯氧氛围，烧结温度为710
‑
900℃，烧结时间为12
‑
20h，所述二次烧结的烧结氛围为纯氧氛围，烧结温度为300
‑
600℃，烧结时间为2
‑
5h。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池正极材料前驱体的制备方法，通过调控共沉淀法不同阶段的原料成分和反应条件，得到的前驱体包括内核和包裹在所述内核外表面的外壳，其中内核疏松，具有多孔结构，内核的化学组成如通式(Ni


技术研发人员：雷天起 陈龙 李道聪 杨茂萍
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2021.05.18
技术公布日：2021/10/8