一种异质层状结构前驱体及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种异质层状结构前驱体，包括：核心结构；设置在所述核心结构表面的外壳结构；所述核心结构中一次颗粒和外壳结构中一次颗粒的粒径不同。2.根据权利要求1所述的异质层状结构前驱体，其特征在于，所述核心结构的成分为：ni
x
m
y
mn
1-x-y
(oh)2，其中，x≤1，0≤y≤1，0≤x y≤1，m选自co、al、mg中的一种或几种；所述外壳结构的成分为：ni
x’m’y’mn
1-x
’‑
y’co3，其中，x’≤1，0≤y’≤1，0≤x’ y’≤1，m’选自co、al、mg中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的异质层状结构前驱体，其特征在于，所述核心结构的成分为：ni
x”m”y”mn
1-x
”‑
y”co3，其中，x”≤1，0≤y”≤1，0≤x” y”≤1，m”选自co、al、mg中的一种或几种；所述外壳结构的成分为：ni
x
”’
m
”’
y
”’
mn
1-x
”’‑
y
”’
(oh)2，其中，x
”’
≤1，0≤y
”’
≤1，0≤x
”’
y
”’
≤1，m
”’
选自co、al、mg中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的异质层状结构前驱体，其特征在于，所述核心结构的平均直径为1～25微米；所述外壳结构的厚度为0.005～6微米。5.一种权利要求1所述的异质层状结构前驱体的制备方法，包括：通过第一共沉淀法制备得到核心结构材料；在所述核心结构材料表面加入表面活性剂和金属离子螯合剂，并进行第二共沉淀，得到外壳结构材料；将所述外壳结构材料洗涤、干燥，得到异质层状结构前驱体。6.一种正极材料，包括：芯部；包覆在所述芯部表面的外层；涂覆在所述外层表面的包覆层；所述芯部中一次颗粒的尺寸和外层中一次颗粒的尺寸不同。7.根据权利要求6所述的正极材料，其特征在于，所述芯部的成分为：li
a
ni
x
m
y
mn
2-a-x-y-c
z
c
o2，其中，0.95≤a≤1.33，x≤1，0≤y≤1，a x y c≤2，0≤c≤0.05；m选自co、al、mg中的一种或几种；z选自na、mg、sr、al、la、zn、zr、nb、w、ti、y、ta、fe和p中的一种或几种；所述外层的成分为：
li
a’ni
x’m’y’mn
2-a
’‑
x
’‑
y
’‑
c’z’c’o2；其中，0.95≤a’≤1.33，x’≤1，0≤y’≤1，a’x’ y’ c’≤2，0≤c’≤0.05；m’选自co、al、mg中的一种或几种；z’选自na、mg、sr、al、la、zn、zr、nb、w、ti、y、ta、fe和p中的一种或几种。8.根据权利要求6所述的正极材料，成分为：li
a”ni
x”m”y”mn
2-a
”‑
x
”‑
y”z”c”o2；其中，0.95≤a”≤1.33，x”≤1，0≤y”≤1，a” x” y” c”≤2，0≤c”≤0.05；m”选自co、al、mg中的一种或几种；z”选自na、mg、sr、al、la、zn、zr、nb、w、ti、y、ta、fe和p中的一种或几种。9.根据权利要求6所述的正极材料，其特征在于，所述包覆层中含有mg、sr、ba、n、p、b、al、la、y、sn、zr、ta、nb、w、si、ti和zn中的一种或几种。10.根据权利要求6所述的正极材料，其特征在于，所述芯部中一次颗粒的尺寸为10～400nm，所述外层中一次颗粒的尺寸为100～1000nm；所述芯部中一次颗粒的尺寸小于外层中一次颗粒的尺寸；所述正极材料表现出优异的表面结构稳定性和长循环寿命。11.根据权利要求6所述的正极材料，其特征在于，所述外层中一次颗粒的尺寸为10～400nm，所述芯部中一次颗粒的尺寸为100～1000nm；所述外层中一次颗粒的尺寸小于芯部中一次颗粒的尺寸；所述正极材料表现出优异的倍率性能和高放电比容量。12.一种电池，包括：权利要求6所述的正极材料。

技术总结
本发明提供了一种异质层状结构前驱体，包括：核心结构；设置在所述核心结构表面的外壳结构；所述核心结构中一次颗粒和外壳结构中一次颗粒的粒径不同。本发明提供了一种核壳结构的前驱体及正极材料的制备方法和应用，通过分步共沉淀结合表面活性剂和螯合剂调控前驱体核壳结构，并通过调控反应参数，实现了改善材料性能的目的。本发明提供的方法解决了纳米级一次颗粒团聚体材料循环性能差的问题，结合碳酸盐共沉淀法和氢氧化物共沉淀法在各自粒径尺寸分布上的特异性优势，构建合成了微纳结构一次颗粒搭配异质结构团聚体；兼顾循环性能的同时，提高了团聚体的首周容量及倍率性能。提高了团聚体的首周容量及倍率性能。


技术研发人员：董彬彬 吕海健 杨琪 俞会根
受保护的技术使用者：北京卫蓝新能源科技有限公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2022/6/10