一种正极材料前驱体及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种正极材料前驱体及其制备方法和应用，属于二次电池。

背景技术：

1、以镍、钴、锰为主元素的三元正极前驱体是制备正极材料的主要原料，该三元正极前驱体的性能很大程度的影响正极材料的性能。

2、现有的正极材料前驱体内部结构紧实，当正极材料前驱体颗粒较大时，正极材料前驱体容易开裂，甚至破碎成多个碎球，从而影响正极材料的电化学性能。

技术实现思路

1、本发明提供一种正极材料前驱体，该正极材料前驱体特殊的组成以及形貌使得其制备得到的正极材料在应用于电池时，可以提高电池的电化学性能。

2、本发明提供一种上述正极材料前驱体的制备方法，该制备方法可以制备出上述的正极材料前驱体，该制备方法操作简单，适用于广泛推广应用。

3、本发明提供一种正极材料，使用上述的正极材料前驱体制备得到，该正极材料在应用于电池时，可以提高电池的电化学性能。

4、本发明提供一种电池，包括上述的正极材料，该电池具有优异的电化学性能。

5、本发明提供一种正极材料前驱体，其中，所述正极材料前驱体的分子式如式1所示；

6、nixcoymnz(oh)2；

7、其中，0.40≤x≤0.98，0≤y≤0.50，0≤z≤0.50，且x+y+z＝1；

8、所述正极材料前驱体包括第一颗粒以及第二颗粒；

9、所述第一颗粒包括第一内核以及设置于所述第一内核至少部分表面的第一壳层，所述第一内核的孔隙率小于所述第一壳层的孔隙率；

10、所述第二颗粒包括第二内核以及设置于所述第二内核至少部分表面的第二壳层，所述第二内核的孔隙率小于所述第二壳层的孔隙率；

11、所述第一内核的半径大于所述第二内核的半径，所述第一壳层的孔隙率小于所述第二壳层的孔隙率。

12、如上所述的正极材料前驱体，其中，所述第一壳层的厚度小于所述第二壳层的厚度；和/或，

13、所述第一内核的孔隙率等于所述第二内核的孔隙率。

14、如上所述的正极材料前驱体，其中，所述正极材料前驱体的中位粒径为10-20μm。

15、如上所述的正极材料前驱体，其中，所述正极材料前驱体的孔隙率为3-10％。

16、如上所述的正极材料前驱体，其中，所述正极材料前驱体的粒度分布为0.3-0.65。

17、如上所述的正极材料前驱体，其中，所述正极材料前驱体的bet为7-20m2/g。

18、如上所述的正极材料前驱体，其中，所述正极材料前驱体至少满足以下之一：

19、

20、a、所述第一壳层的孔隙率为5-7％；

21、b、所述第二壳层的孔隙率为8-12％；

22、c、所述第一内核、所述第二内核的孔隙率各自独立地为1-4％。

23、本发明提供一种如上所述的正极材料前驱体的制备方法，其中，包括以下步骤：

24、使镍源、锰源以及钴源形成的混合盐溶液在第一反应单元中进行连续共沉淀反应，得到中间颗粒；

25、使所述中间颗粒以及镍源、锰源以及钴源形成的混合盐溶液在第二反应单元中进行间歇共沉淀反应，得到所述正极材料前驱体。

26、如上所述的制备方法，其中，所述制备方法至少满足以下之一：

27、a、所述第一反应单元的容积小于所述第二反应单元的容积；

28、b、所述第一反应单元的数量小于所述第二反应单元的数量；

29、c、所述连续共沉淀反应中，ph1、混合盐溶液的流量l1、转速r1，所述间歇共沉淀反应中，ph2、混合盐溶液的流量l2、转速r2满足：

30、ph1＞ph2，和/或，l2＞l1，和/或，r1＞r2；

31、d、所述第一反应单元的固含量s1、所述第二反应单元的初始固含量s2、所述第二反应单元的终止固含量s3满足：

32、s2＜s1＜s3。

33、本发明提供一种正极材料，其中，使用如上所述的正极材料前驱体制备得到。

34、本发明提供一种电池，其中，包括如上所述的正极材料。

35、本发明的正极材料前驱体，其特殊的组成以及形貌使得其制备得到的正极材料在应用于电池时，可以提高电池的电化学性能。

36、本发明提供一种正极材料前驱体的制备方法，能够制备出上述的正极材料前驱体，该制备方法操作简单，适用于广泛推广应用。

37、本发明提供一种电池，包括上述的正极材料，因此该电池具有优异的电化学性能。

技术特征：

1.一种正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体的分子式如式1所示；

2.根据权利要求1所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述第一壳层的厚度小于所述第二壳层的厚度；和/或，

3.根据权利要求1或2所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体的中位粒径为10-20μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体的孔隙率为3-10％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体的粒度分布为0.3-0.65。

6.根据权利要求1-5任一项所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体的bet为7-20m2/g。

7.根据权利要求1-6任一项所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体至少满足以下之一：

8.一种权利要求1-7任一项所述的正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少满足以下之一：

10.一种正极材料，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的正极材料前驱体制备得到。

11.一种电池，其特征在于，包括权利要求10所述的正极材料。

技术总结本发明提供一种正极材料前驱体及其制备方法和应用。正极材料前驱体的分子式为Ni<subgt;x</subgt;Co<subgt;y</subgt;Mn<subgt;z</subgt;(OH)<subgt;2</subgt;；其中，0.40≤x≤0.98，0≤y≤0.50，0≤z≤0.50，且x+y+z＝1；正极材料前驱体包括第一颗粒以及第二颗粒；第一颗粒包括第一内核以及设置于第一内核至少部分表面的第一壳层，第一内核的孔隙率小于第一壳层的孔隙率；第二颗粒包括第二内核以及设置于第二内核至少部分表面的第二壳层，第二内核的孔隙率小于第二壳层的孔隙率；第一内核的半径大于第二内核的半径，第一壳层的孔隙率小于第二壳层的孔隙率。该正极材料前驱体特殊的组成以及形貌使得其制备得到的正极材料在应用于电池时，可以提高电池的电化学性能。技术研发人员：赵迪俞,罗明明,徐乾松,焦凯龙,俞剑飞受保护的技术使用者：宁波容百新能源科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11