[发明专利]具有内部致密、外部疏松结构的一次颗粒堆积密度的三元前驱体材料、正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种具有内部致密、外部疏松结构的一次颗粒堆积密度的三元前驱体材料，其特征在于所述三元前驱体材料的颗粒具有堆积紧密度内部致密、外部疏松结构，即内部堆积紧密度大于外部堆积紧密度，三元前驱体材料为Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂或Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-zCO₃，0<x<1，0<y<1，0<z<1，x+y+z≤1，M为Zr、Fe、Sm、Pr、Nb、Ga、Zn、Y、Mg、Al、Cr、Ca、Na、Ti、Cu、K、Sr、Mo、Ba、Ce、Sn、Sb、La、Bi中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的具有内部致密、外部疏松结构的一次颗粒堆积密度的三元前驱体材料，其特征在于所述堆积紧密度内部致密、外部疏松结构中，材料的内外部化学组分相同。

3.根据权利要求1所述的具有内部致密、外部疏松结构的一次颗粒堆积密度的三元前驱体材料，其特征在于所述三元前驱体材料的二次颗粒平均粒径为1-40μm，振实密度为1-4g/cm³。

4.一种权利要求1所述的具有内部致密、外部疏松结构的一次颗粒堆积密度的三元前驱体材料的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：

一、将摩尔比为镍：钴：锰：M=x:y:z:1-x-y-z的混合金属盐配成浓度为A的水溶液a1，0.01mol/L<A<20 mol/L；

二、将表面活性剂配置成浓度为B的水溶液b1，0.01mol/L<B<20 mol/L；

三、分别配置浓度为C的沉淀剂水溶液c1和浓度为D的络合剂水溶液d1，0.01mol/L<C<20 mol/L，0.01mol/L<D<20 mol/L；

四、将络合剂溶液d1、去离子水、表面活性剂水溶液b1按照1：6：x的摩尔比例加入连续搅拌液相反应器中，0.01≤x≤100，作为零时刻的反应底液V1；

五、将混合金属盐溶液a1、沉淀剂水溶液c1、络合剂水溶液d1以1：2：1或1：1：1的进料速率比注入连续搅拌液相反应器，反应条件如下：惰性气氛，pH值为6-14，恒温35-85℃，反应时间为t1，0<t1<100h；

六：将表面活性剂溶液b1在零时刻加入反应器，通过控制a1、b1、c1、d1的进料速率搭配，使得表面活性剂的浓度时刻维持在与初始底液相同的值，表面活性剂的总添加时间为t2，t2<t1，0<t2<100h；

七：当反应进行至t2时刻，暂停进料，将反应器内溶液静置沉降，沉降时间为t3，0<t3<10h，沉降完成后，除去反应器内溶有表面活性剂的上清液，并加入等体积的反应底液V1替代，继续按照步骤五的工艺条件进料，反应至t1时刻后，制得具有堆积紧密度为内部致密、外部疏松结构的Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂或Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-zCO₃材料。

5.根据权利要求4所述的具有内部致密、外部疏松结构的一次颗粒堆积密度的三元前驱体材料的制备方法，其特征在于所述Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂或Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-zCO₃材料的化学组分在颗粒任意位置一致。