[发明专利]核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将高镍含量镍钴或镍钴锰溶液泵入装有氨水溶液的反应釜中，并同时用氨水调节反应体系的氨水浓度，用氢氧化物沉淀剂溶液调节反应体系的pH值，搅拌进行共沉淀反应，至颗粒平均粒径生长至3～8μm，得含有前驱体核材料的溶液；所述氨水溶液与高镍含量镍钴或镍钴锰溶液的体积比为0.1～10:1；所述高镍含量镍钴或镍钴锰溶液的加料速度为50～100mL/h；所述高镍含量镍钴或镍钴锰溶液中，金属离子的浓度为1～3mol/L，Ni占总金属离子的摩尔百分比为60～90%，Co占总金属离子的摩尔百分比为10～40%，Mn占总金属离子的摩尔百分比为0～30%；所述共沉淀反应的温度为50～70℃；

（2）将低镍含量镍钴锰溶液泵入步骤（1）所得含有前驱体核材料的溶液中，并同时用氨水调节反应体系的氨水浓度，用碳酸盐沉淀剂溶液调节反应体系的pH值，搅拌进行共沉淀反应，至颗粒平均粒径生长至5～12μm，停止泵入低镍含量镍钴锰溶液，得含有前驱体核壳层材料的溶液；所述低镍含量镍钴锰溶液的加料速度为50～100mL/h；所述低镍含量镍钴锰溶液中，金属离子的浓度为1～3mol/L，Ni占总金属离子的摩尔百分比为40～70%，Co占总金属离子的摩尔百分比为10～40%，Mn占总金属离子的摩尔百分比为20～50%；在同一反应体系中，低镍含量镍钴锰溶液的镍含量低于高镍含量镍钴或镍钴锰溶液的镍含量；所述共沉淀反应的温度为50～70℃；

（3）将步骤（2）所得含有前驱体核壳层材料的溶液搅拌进行陈化，过滤，洗涤，干燥，得核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体。

2.根据权利要求1所述核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述氨水溶液的摩尔浓度为0.3～0.5mol/L。

3.根据权利要求1或2所述核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，用氢氧化物沉淀剂溶液调节反应体系pH值保持在10.5～11.5；所述氢氧化物沉淀剂溶液的摩尔浓度为5～10mol/L；所述氢氧化物沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，用碳酸盐沉淀剂溶液调节反应体系pH值保持在8.5～10.5；所述碳酸盐沉淀剂溶液的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L；所述碳酸盐沉淀剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，用碳酸盐沉淀剂溶液调节反应体系pH值保持在8.5～10.5；所述碳酸盐沉淀剂溶液的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L；所述碳酸盐沉淀剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（1）、（2）中，用氨水调节反应体系的氨水浓度保持在0.3～0.5mol/L；所述氨水的质量浓度为25～28%；步骤（1）、（2）中，所述共沉淀反应中，搅拌的速度均为600～1200r/min。

7.根据权利要求3所述核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（1）、（2）中，用氨水调节反应体系的氨水浓度保持在0.3～0.5mol/L；所述氨水的质量浓度为25～28%；步骤（1）、（2）中，所述共沉淀反应中，搅拌的速度均为600～1200r/min。

8.根据权利要求4所述核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（1）、（2）中，用氨水调节反应体系的氨水浓度保持在0.3～0.5mol/L；所述氨水的质量浓度为25～28%；步骤（1）、（2）中，所述共沉淀反应中，搅拌的速度均为600～1200r/min。