[发明专利]掺杂型正极材料前驱体及其制备方法与应用、掺杂型正极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种掺杂型正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将镍盐、钴盐、锰盐配置为混合盐溶液；将沉淀剂、络合剂、掺杂元素分别配置为溶液；

(2)在惰性气氛中，将步骤(1)得到的混合盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液加入反应釜内，开始共沉淀反应；

(3)在步骤(2)所述的共沉淀反应过程的不同阶段，分n次将所述掺杂元素溶液加入反应釜中，进行共沉淀反应，得到掺杂型镍钴锰氢氧化物，2≤n≤5；

(4)将步骤(3)得到的掺杂型镍钴锰氢氧化物经洗涤、烘干，得到所述掺杂型正极材料前驱体；

在共沉淀反应的不同时间节点，分别加入不同的掺杂元素溶液。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述混合盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液、掺杂元素溶液的浓度分别为1-3mol/L、2-15mol/L、1-15mol/L、1-200g/L。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述混合盐溶液、沉淀剂溶液、络合剂溶液、掺杂元素溶液的浓度分别为1.5-2.5mol/L、3-12mol/L、3-10mol/L、2-50g/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述镍盐、钴盐、锰盐分别选自镍、钴、锰的硫酸盐、氯化盐、硝酸盐和醋酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述络合剂选自水杨酸、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、磺基水杨酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述掺杂元素选自Sr、Ba、Al、Mg、Zr、Ca、La、Ce、Ti、Si、Hf、Y、Nb、W和Ta中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，所述共沉淀反应的条件包括：反应温度为40-80℃；反应pH为10-13。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述共沉淀反应的条件包括：反应温度为50-75℃；反应pH为11-12.5。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(3)中，当n＝2，共沉淀总反应时长为t2时：

第一掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t2*a2/10时，0＜a2≤5；

第二掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t*b2/10时，n为共沉淀反应的总时长，5＜b2≤9。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，步骤(3)中，当n＝2，共沉淀总反应时长为t2时：

第一掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t2*a2/10时，1≤a2≤4；

第二掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t*b2/10时，n为共沉淀反应的总时长，6.5≤b2≤8.5。

11.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(3)中，当n＝3，共沉淀总反应时长为t3时：

第一掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t3*a3/10时，0＜a3≤3；

第二掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t3*b3/10时，3＜b3≤7；

第三掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t3*c3/10时，7＜c3＜10。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，步骤(3)中，当n＝3，共沉淀总反应时长为t3时：

第一掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t3*a3/10时，1≤a3≤2.5；

第二掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t3*b3/10时，3.5≤b3≤6.5；

第三掺杂元素溶液的加入时机为：共沉淀反应进行至第t3*c3/10时，7.5≤c3≤9。