[发明专利]一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体前驱体及其制备方法

权利要求书

1.一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体，其特征在于：具有以下分子式组成Ni_xCo_yAl_z(OH)_2+z，其中0.3≤X≤0.9，0.05≤Y≤0.3，0.01≤Z≤0.05，且X+Y+Z＝1；

且由内而外，Ni，Co，Al元素呈梯度分布，其中；

最内层的分子式为Ni_aCo_bAl_c(OH)_2+c，其中a＞X，0.1＞c＞Z,，且a+b+c＝1；

最外层的分子式为Ni_dCo_eAl_f(OH)_2+f，其中a＞X＞d，c＞Z＞f，且d+e+f＝1；

前驱体中间层为上述前驱体最内层和前驱体最外层的梯度过渡材料。

2.根据权利要求1所述的一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体，其特征在于，所述一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体为球形，且所述球形正极材料前驱体中，镍元素从内到外呈递减趋势，钴元素和铝元素从内到外呈递增趋势。

3.一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)将镍盐、钴盐、铝盐配在30-80℃下溶解在去离子水中，配制成浓度为0.5-3mol/l的混合溶液A，Ni_aCo_bAl_c(OH)_2+c，其中a＞X，0.1＞c＞Z,，且a+b+c＝1；

(2)将镍盐、钴盐、铝盐配在30-80℃下溶解在去离子水中，配制成浓度为0.5-3mol/l的混合溶液B，Ni_dCo_eAl_f(OH)_2+f，其中a＞X＞d，c＞Z＞f，且d+e+f＝1；

(3)将碱溶解在去离子水中配制浓度为0.5-10mol/l的碱溶液；

(4)配制浓度为0.5-10mol/l的络合剂；

(5)采用共沉淀的方法制作一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体：用计量泵将溶液A以恒定的速率V1加入反应釜中，溶液B通过计量泵以恒定的速率V2加入到溶液A所在的容器当中，并且以缓慢的搅拌速度搅拌均匀，直至溶液A和溶液B的混合液消耗完毕，即可停止反应，整个反应过程，所述碱溶液和络合剂也同时加入到反应釜中，保持合成工艺稳定；所述反应釜中有保护性气体；

(6)将步骤(5)中的固液混合物经过离心过滤分离，洗涤烘干后得到一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体。

4.根据权利要求3所述的一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)和(2)中所用的镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的一种或几种；所用的钴盐为硫酸钴、氯化钴或硝酸钴中的一种或几种；所用的铝盐为硫酸铝、氯化铝或硝酸铝中的一种或几种；所述步骤(1)和(2)中的溶液A和溶液B，其浓度相同，体积相同或不同。

5.根据权利要求3所述的一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种。

6.根据权利要求3所述的一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的络合剂为氨水、柠檬酸或草酸中的一种或几种。

7.根据权利要求3所述的一种镍钴铝全梯度正极材料前驱体前驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的V1为1-100ml/min，V2为1-100ml/min，V1和V2能够相同或不同；所述步骤(5)中的缓慢搅拌速度为1-100r/min；所述步骤(5)中的合成工艺为：搅拌速度为500-1000r/min，温度为30-80℃，反应pH为10-14；所述步骤(5)中，所述保护性气体为氮气，氩气或氦气中的一种或几种。