[发明专利]二次电池用正极活性材料前体、正极活性材料以及包含正极活性材料的锂二次电池

权利要求书

1.一种二次电池用正极活性材料前体，所述正极活性材料前体由式1表示的氢氧化物构成，

其中所述正极活性材料前体是多个一次粒子聚集而成的二次粒子，并且包含晶粒，

其中，所述一次粒子的长轴沿从所述二次粒子的中心朝向其表面的方向布置，并且所述一次粒子的(001)面布置成平行于所述一次粒子的长轴，

[式1]

Ni_x1Co_y1Mn_z1Al_s1(OH)₂

其中，在式1中，

0.7≤x1＜0.99，0＜y1＜0.3，0＜z1＜0.3，0.01≤s1≤0.1。

2.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料前体，其中所述一次粒子的长径比为3以上。

3.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料前体，其中所述一次粒子的长径比在3至15的范围内。

4.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料前体，其中，在式1中，0.85≤x1≤0.98，0.01≤y1＜0.14，0.01≤z1＜0.14。

5.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料前体，其中铝(Al)均匀地分布于所述正极活性材料前体的整个二次粒子中。

6.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料前体，其中镍、锰、钴和铝以均匀浓度分布于所述正极活性材料前体的整个二次粒子中而没有浓度梯度。

7.根据权利要求1所述的二次电池用正极活性材料前体，其中所述正极活性材料前体的二次粒子的平均粒径D50在3μm至20μm的范围内。

8.一种制备权利要求1所述的二次电池用正极活性材料前体的方法，所述方法包括：

准备含有镍(Ni)、钴(Co)和锰(Mn)的阳离子的含过渡金属溶液和含有铝(Al)阳离子的含铝溶液；以及

将所述含过渡金属溶液和所述含铝溶液分别添加到反应器中，并在添加碱性水溶液和铵溶液的同时通过共沉淀反应形成正极活性材料前体。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述共沉淀反应期间反应溶液的pH在10.5至12.2的范围内。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述共沉淀反应期间所述反应器中的温度在45℃至65℃的范围内。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述含铝溶液包含氯化铝、乙酸铝、硝酸铝、氢氧化铝或其组合。

12.一种制备二次电池用正极活性材料的方法，所述方法包括：

将根据权利要求7制备的正极活性材料前体与锂源混合，以及

烧结混合物以形成锂过渡金属氧化物。

13.一种二次电池用正极活性材料，所述正极活性材料包含由式2表示的锂过渡金属氧化物，

其中所述锂过渡金属氧化物是多个一次粒子聚集而成的二次粒子，并且包含晶粒，

其中所述一次粒子的长轴沿从所述二次粒子的中心朝向其表面的方向布置，并且

所述一次粒子的(003)面布置成平行于所述一次粒子的长轴，

[式2]

Li_a[Ni_bCo_cMn_dAl_e]_1-fM¹_fO₂

其中，在式2中，M¹是选自如下中的至少一种：Zr、B、W、Mg、Ce、Hf、Ta、La、Ti、Sr、Ba、F、P和S，以及

0.8≤a≤1.2，0.7≤b≤0.99，0＜c＜0.3，0＜d＜0.3，0.01≤e≤0.1，0≤f≤0.1。