[发明专利]二元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料、锂离子电池和用电设备

说明书

本申请提供一种二元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料、锂离子电池和用电设备。二元前驱体，包括内层区域和设置在内层区域表面的外层区域；内层区域包括呈蜂窝状排列的一次颗粒，外层区域包括呈放射状排列的一次颗粒。其制备方法包括：将包括络合剂、氢氧化物和水在内的物料混合得到底液，然后向底液内同时持续加入络合剂、氢氧化物和镍锰二元混合盐溶液，在搅拌条件下共沉淀反应得到二元前驱体。锂离子电池正极材料，其原料包括二元前驱体。锂离子电池，其原料包括所述的锂离子电池正极材料。用电设备，包括锂离子电池。本申请提供的前驱体制得的正极材料，容量大，循环保持率高，充放电速度快。

技术领域

本申请涉及新材料领域，尤其涉及一种二元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料、锂离子电池和用电设备。

背景技术

锂电池是现阶段重点发展的战略产业，在新能源汽车、电动车、手机等产业广泛应用，前驱体正极材料具有成本低、电容量大、循环性能优秀，综合性能良好等优点。

由于全球范围中金属钴的储量较少，在不考虑循环利用的情况下，只可供人类消耗消耗40年，并且价格较为昂贵。出于降低成本以及未来可以大规模使用的考虑，无钴的二元前驱体研究已势在必行。

现有无钴前驱体存在着循环和倍率性能的缺陷，因此需要研发一种能够弥补缺少钴元素所带来的循环和倍率性能缺陷的前驱体。

发明内容

本申请的目的在于提供一种二元前驱体及其制备方法、锂离子电池正极材料、锂离子电池和用电设备，以解决上述问题。

为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

一种二元前驱体，包括内层区域和设置在所述内层区域表面的外层区域；

所述内层区域包括呈蜂窝状排列的一次颗粒，所述外层区域包括呈放射状排列的一次颗粒。

优选地，所述内层区域的孔隙率为5％-18％；

优选地，所述外层区域的孔隙率为10％-20％；

优选地，所述内层区域厚度与所述外层区域厚度的比为0.8-1.5；

优选地，所述二元前驱体的比表面积为14-25m²/g；

优选地，所述二元前驱体的粒径D50为3-5μm；

优选地，所述二元前驱体的粒径D90/D50为1.4-1.8。

优选地，所述二元前驱体的化学式为Ni_xMn_y(OH)₂，其中，x+y＝1，1＞x≥0.7，0.3≥y＞0。

本申请还提供一种所述的二元前驱体的制备方法，包括：

将包括络合剂、氢氧化物和水在内的物料混合得到底液，然后向底液内同时持续加入络合剂、氢氧化物和镍锰二元混合盐溶液，在搅拌条件下共沉淀反应得到所述二元前驱体。

优选地，所述镍锰二元混合盐溶液包括可溶性镍盐和锰盐；

优选地，所述可溶性镍盐包括硫酸镍、硝酸镍、乙酸镍中的一种或多种；

优选地，所述锰盐包括硫酸锰、硝酸锰、乙酸锰中的一种或多种；

优选地，所述镍锰二元混合盐溶液的浓度为0.5-2mol/L；

优选地，所述镍锰二元混合盐溶液的加入速度为3-5L/h；

优选地，所述络合剂包括碳酸氢铵、碳酸铵、氨水中的一种或多种；

优选地，所述络合剂的浓度为5-10mol/L；

优选地，所述络合剂的加入速度为0.01-0.5L/h；