[发明专利]一种正极材料前驱体及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将镍源、钴源和锰源溶于去离子水中制成盐溶液，再分别配置碱溶液、氨溶液和酸溶液备用；向反应容器中加入所述氨溶液，并将反应容器中所述氨溶液的浓度调整至7-15g/L，然后搅拌、加热至50-60℃后去除溶解氧；

S2、向所述反应容器中同时加入所述盐溶液、所述碱溶液和所述氨溶液进行三阶段共沉淀反应得到产物，每一阶段共沉淀反应均包括在第一pH条件下进行籽晶生成的过程和在第二pH条件下进行的晶粒匀速生长过程，其中，所述第一pH在11.7-12.5之间，所述第二pH在10.6-11.4之间；

S3、将所述产物经陈化、洗涤、烘干得到正极材料前驱体；

其中，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、第一阶段共沉淀：调高体系pH后，开始进料，其中，所述盐溶液的流速为10-20 mL/min，氨溶液流速为2-4mL/min，维持当前pH条件反应0.5-1.5h后，停止进料；再调低体系pH后，继续进料，其中，所述盐溶液的流速为20-35mL/min，氨溶液流速为4-7mL/min，维持当前pH条件反应8-20h后，停止进料；

S22、第二阶段共沉淀：调高体系pH后，开始进料，其中，所述盐溶液的流速为10-20 mL/min，氨溶液流速为2-4mL/min，维持当前pH条件反应0.5~1.5h后，停止进料；再调低体系pH后，继续进料，其中，所述盐溶液的流速为20-35mL/min，氨溶液流速为4-7mL/min，维持当前pH条件反应4-10h后，停止进料；

S23、第三阶段共沉淀：调高体系pH后，开始进料，其中，所述盐溶液的流速为10-20 mL/min，氨溶液流速为2-4mL/min，维持当前pH条件反应0.5~2.5h后，停止进料；再调低体系pH后，继续进料，其中，所述盐溶液的流速为20-35mL/min，氨溶液流速为4-7mL/min，维持当前pH条件反应4-10h后，停止反应得到所述产物；

其中，步骤S21、S22、S23中所述的调高体系pH的具体步骤为：向体系中加入所述碱溶液，调节体系pH至所述第一pH；所述的调低pH的具体步骤为：向体系中加入所述酸溶液，调节体系pH至所述第二pH；所述的进料指的是向体系中同时加入所述盐溶液、所述碱溶液和所述氨溶液。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述盐溶液中，所述镍、钴和锰总的摩尔浓度为0.2-2.5mol/L；

所述镍源选自硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的至少一种；

所述钴源选自硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴、氯化钴中的至少一种；

所述锰源选自硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的至少一种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中， 所述碱溶液为浓度1-4mol/L的氢氧化钠溶液；

所述氨溶液中，NH₃的摩尔浓度为1-7mol/L；

所述酸溶液选自硝酸、醋酸、硫酸、盐酸中的至少一种，所述酸溶液中，H⁺的摩尔浓度为1-4mol/L。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述搅拌的转速为400-900rpm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述陈化、洗涤、烘干的具体步骤为：将所述产物于50-60℃搅拌24-48h陈化后，再分别碱洗1次、水洗3次后，将洗涤后的产物置于105-120℃干燥24-36h。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱洗采用的是浓度为1-3mol/L的氢氧化钠溶液。