[发明专利]一种网状结构前驱体和复合氧化物粉体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种网状结构前驱体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、将金属盐溶液、沉淀剂和络合剂进行一次沉淀反应以形成疏松内核颗粒，所述金属盐溶液中的金属离子呈正二价，当反应体系中金属盐的沉降周期达到10～80％时，加入氧化剂进行二次沉淀反应，以在疏松内核颗粒表面继续沉淀形成疏松外壳层，所述一次沉淀反应和二次沉淀反应的条件使所得沉淀颗粒的内核长大速率快于外壳长大速率，所述一次沉淀反应的pH值低于二次沉淀反应的pH值，所述一次沉淀反应的氧化还原电位ORP值高于二次沉淀反应的氧化还原电位ORP值，所述二次沉淀反应体系中络合剂的浓度为一次沉淀反应体系中络合剂浓度的1.2倍以上，得到沉淀浆料；

S2、将所述沉淀浆料进行固液分离得到固体颗粒和滤液，之后将所述固体颗粒洗涤干燥得到网状结构前驱体；

所述一次沉淀反应和二次沉淀反应的条件使所得沉淀颗粒的内核长大速率为外壳长大速率的2～8倍；所述一次沉淀反应和二次沉淀反应的条件使所得沉淀颗粒的内核长大速率为2.0～3.2μm/10h且外壳长大速率为0.2～0.5μm/10h；

所述一次沉淀反应的条件包括反应温度为20～90℃，搅拌强度为0.1～1.0kw/m²·h，络合剂浓度为0.01～8g/L，pH值为10～12.5，氧化还原电位ORP值为-100～300mv；所述二次沉淀反应的条件包括反应温度为20～90℃，搅拌强度为0.1～1.0kw/m²·h，络合剂浓度为2～10g/L，pH值为11～13，氧化还原电位ORP值为-1000～100mv；

制得的网状结构前驱体包括疏松内核以及包覆于疏松内核表面的疏松外壳层，所述疏松内核的主要成分为二价金属氢氧化物，所述疏松外壳层的主要成分为三价金属氢氧化物。

2.根据权利要求1所述的网状结构前驱体的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中的主金属元素选自镍、钴、锰和铁中的至少一种且掺杂金属元素选自铝、锆、钨、镁、锶和钇中的至少一种；所述沉淀剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾；所述络合剂选自氨水、硫酸铵、氯化铵、乙二胺四乙酸和硝酸铵中的至少一种；所述氧化剂选自氧气、空气和双氧水中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的网状结构前驱体的制备方法，所述疏松内核中的二价金属氢氧化物呈无定型态，所述疏松外壳层中的三价金属氢氧化物呈结晶态；所述疏松内核占网状结构前驱体颗粒总体积的10～80％，所述疏松外壳层占网状结构前驱体颗粒总体积的20～90％。

4.根据权利要求1所述的网状结构前驱体的制备方法，所述疏松内核和疏松外壳层中的主金属元素各自独立地选自镍、钴、锰和铁中的至少一种且掺杂金属元素各自独立地选自铝、锆、钨、镁、锶和钇中的至少一种。

5.一种复合氧化物粉体的制备方法，其特征在于，该方法包括是将权利要求1～4中任意一项的网状结构前驱体的制备方法所制得的网状结构前驱体与锂源混合之后进行煅烧。

6.由权利要求5所述的方法制备得到的复合氧化物粉体。

7.根据权利要求6所述的复合氧化物粉体，其特征在于，所述复合氧化物粉体具有开孔网状结构，孔洞尺寸为0.2μm～2μm，孔洞率为30～70％。

8.权利要求6或7所述的复合氧化物粉体作为锂离子电池正极材料的应用。