[发明专利]高镍低钴夹心结构碳酸盐前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备高镍低钴夹心结构碳酸盐前驱体的方法，其特征在于，包括：

(1)将可溶性镍盐、可溶性钴盐和可溶性锰盐按照第一比例进行混合，以便得到第一混合盐；

(2)将可溶性镍盐、可溶性钴盐和可溶性锰盐按照第二比例进行混合，以便得到第二混合盐；

(3)伴随着搅拌，将所述第一混合盐与沉淀剂混合进行第一共沉淀反应，以便得到第一反应后液；

(4)伴随着搅拌，将所述第一反应后液与所述第二混合盐混合进行第二共沉淀反应，以便得到第二反应后料；

(5)伴随着搅拌，将所述第二反应后料与洗涤剂混合，以便得到一次洗涤后料；

(6)将所述一次洗涤后料进行一次脱水，以便得到一次脱水后料；

(7)伴随着搅拌，将所述一次脱水后料进行二次洗涤后脱水，以便得到二次脱水后料；

(8)将所述二次脱水后料干燥后筛分除铁，以便得到高镍低钴夹心结构碳酸盐前驱体，

所述高镍低钴夹心结构碳酸盐前驱体包括：

内核，所述内核材料的化学式为Ni_x1Co_y1Mn_(1-x1-y1)CO₃，x₁为0.75～0.92，y₁为0.01～0.15；

外壳层，所述外壳层包覆在所述内核至少一部分外表面上，所述外壳层材料的化学式为Ni_x2Co_y2Mn_(1-x2-y2)CO₃，x₂为0.7～0.92，y₂为0.01～0.15，

在步骤(3)中，所述第一共沉淀反应过程搅拌转速为700～1000rmp，

在步骤(4)中，所述搅拌转速为550～650rmp。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前驱体粒径为8～15微米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一比例为镍元素、钴元素和锰元素摩尔比为(0.75～0.92)：(0.01～0.15)：(0.07～0.24)；

任选的，在步骤(1)中，所述第一混合盐中，所述可溶性镍盐、所述可溶性钴盐和所述可溶性锰盐的浓度分别独立地为80～130g/L；

任选的，在步骤(2)中，所述第二比例为镍元素、钴元素和锰元素摩尔比为(0.7～0.92)：(0.01～0.15)：(0.07～0.29)；

任选的，在步骤(2)中，所述第二混合盐中，所述可溶性镍盐、所述可溶性钴盐和所述可溶性锰盐的浓度分别独立地为80～130g/L；

任选的，在步骤(1)和(2)中，所述可溶性镍盐为选自氯化镍、硝酸镍和硫酸镍中的至少之一；

任选的，在步骤(1)和(2)中，所述可溶性钴盐为选自氯化钴、硝酸钴和硫酸钴中的至少之一；

任选的，在步骤(1)和(2)中，所述可溶性锰盐为选自氯化锰、硝酸锰和硫酸锰中的至少之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述沉淀剂为选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少之一或碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少之一和氨水；

任选的，所述碳酸钠的浓度为100～200g/L；

任选的，所述碳酸氢钠的浓度为50～100g/L；

任选的，所述碳酸铵的浓度为200～500g/L；

任选的，所述碳酸氢铵的浓度为100～200g/L；

任选的，所述氨水的浓度为100～200g/L；

任选的，所述第一共沉淀反应过程温度为50～70摄氏度，时间为5～60小时，所述第一反应后液的pH为8.5～9.5，所述第一反应后液固含量为100～300g/L；

任选的，在步骤(4)中，所述第一反应后液与所述第二混合盐的质量比为(1～20)：(1～5)；

任选的，在步骤(4)中，所述搅拌时间为0.5～5小时。