正极活性材料前体及正极活性材料前体的制备方法与流程

技术特征：
1.一种制备双峰型正极活性材料前体的方法，所述方法包括：第一步骤：准备第一过渡金属水溶液和第二过渡金属水溶液，所述第二过渡金属水溶液的金属元素组成与所述第一过渡金属水溶液的金属元素组成不同；第二步骤：将包含所述第一过渡金属水溶液、含铵阳离子的络合物形成剂和碱性水溶液的第一反应原料输入反应器中，在ph 12以上的条件下进行沉淀反应以诱导第一正极活性材料前体粒子的成核，以及在低于ph 12的条件下进行沉淀反应以诱导所述第一正极活性材料前体粒子的生长；以及第三步骤：将包含所述第二过渡金属水溶液、含铵阳离子的络合物形成剂和碱性水溶液的第二反应原料输入容纳有所述第一正极活性材料前体粒子的所述反应器中，在ph 12以上的条件下进行沉淀反应以诱导第二正极活性材料前体粒子的成核，以及在低于ph 12的条件下进行沉淀反应以诱导所述第一正极活性材料前体粒子和所述第二正极活性材料前体粒子的同时生长，由此制备包含具有相互不同的平均粒径(d
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)的所述第一正极活性材料前体粒子和所述第二正极活性材料前体粒子的双峰型正极活性材料前体，其中所述第一过渡金属水溶液和所述第二过渡金属水溶液中的至少一种含有选自zr、b、w、mo、cr、al、ti、mg、ta和nb中的一种以上掺杂元素。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器包含过滤器，并且当所述反应器充满时，在将反应完成的反应母液通过在所述反应器中包含的所述过滤器排放到所述反应器的外部的同时输入反应原料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述掺杂元素是选自zr、al、b和w中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述第一过渡金属水溶液或所述第二过渡金属水溶液中所含的金属元素的总量，所述掺杂元素的含量为0.01摩尔％至0.5摩尔％。5.一种双峰型正极活性材料前体，所述双峰型正极活性材料前体包含：具有核壳结构的第一正极活性材料前体粒子；和具有比所述第一正极活性材料前体粒子小的平均粒径(d
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)的第二正极活性材料前体粒子，其中所述第一正极活性材料前体粒子的核部具有由以下化学式1表示的组成，所述第一正极活性材料前体粒子的壳部和所述第二正极活性材料前体粒子具有由以下化学式2表示的组成，并且由化学式1表示的组成与由化学式2表示的组成不同，[化学式1][ni
x1
co
y1
mn
z1
m
1a
](oh)2[化学式2][ni
x2
co
y2
mn
z2
m
2b
](oh)2在化学式1和化学式2中，m1和m2各自独立地为选自zr、b、w、mo、cr、al、ti、mg、ta和nb中的一种或多种，满足0.6≤x1≤1.0，0≤y1≤0.4，0≤z1≤0.4，0≤a<0.1，且x1 y1 z1 a＝1，满足0.6≤x2≤1.0，0≤y2≤0.4，0≤z2≤0.4，0≤b<0.1，且x2 y2 z2 b＝1，并且a和b中的至少一个大于0。6.根据权利要求5所述的双峰型正极活性材料前体，其中化学式1和化学式2中的m1和m2各自独立地为选自zr、al、b和w中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的双峰型正极活性材料前体，其中化学式1中的a为0，并且化学式2中的b满足0.0001≤b≤0.05。8.根据权利要求5所述的双峰型正极活性材料前体，其中所述第一正极活性材料前体粒子具有8μm至15μm的平均粒径(d
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)，并且所述第二正极活性材料前体粒子具有1μm以上且小于8μm的平均粒径(d
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)。9.根据权利要求5所述的双峰型正极活性材料前体，所述双峰型正极活性材料前体具有2.0g/cc至2.5g/cc的振实密度。10.根据权利要求5所述的双峰型正极活性材料前体，所述双峰型正极活性材料前体具有2.0g/cc至3.0g/cc的颗粒密度，所述颗粒密度是在以1.0kgf/cm2至5.0kgf/cm2的压延密度压缩所述正极活性材料前体以制备颗粒形式之后测量的。11.一种正极活性材料，所述正极活性材料是通过烧制权利要求5至10中任一项所述的双峰型正极活性材料前体和锂原料而获得的产物。12.一种正极，所述正极包含权利要求11所述的正极活性材料。13.一种电化学装置，所述电化学装置包含权利要求12所述的正极。

技术总结
本发明提供了制备双峰型正极活性材料前体的方法和通过上述方法制备的正极活性材料前体，所述方法包括：第一步骤：准备第一过渡金属水溶液和第二过渡金属水溶液；第二步骤：将包含所述第一过渡金属水溶液、含铵阳离子的络合物形成剂和碱性水溶液的第一反应原料输入反应器中，在pH 12以上的条件下进行沉淀反应以诱导第一正极活性材料前体粒子的成核，以及在低于pH 12的条件下进行沉淀反应以诱导所述第一正极活性材料前体粒子的生长；以及第三步骤：将包含所述第二过渡金属水溶液、含铵阳离子的络合物形成剂和碱性水溶液的第二反应原料输入容纳有所述第一正极活性材料前体粒子的所述反应器中，在pH 12以上的条件下进行沉淀反应以诱导第二正极活性材料前体粒子的成核，以及低于pH 12的条件下进行沉淀反应以诱导所述第一正极活性材料前体粒子和所述第二正极活性材料前体粒子的同时生长，由此制备包含具有相互不同的平均粒径(D


技术研发人员：尹柱汉 朴京浣 金铉镇 梁松怡 朴英洙
受保护的技术使用者：株式会社LG化学
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2022/9/14