[发明专利]镍钴硼前驱体材料以及制备方法、镍钴硼正极材料

权利要求书

1.一种镍钴硼前驱体材料，其特征在于，所述前驱体材料的化学分子式为Ni_xCo_yB_z(OH)₂，其中，0.7≤x0.95，0＜y0.2，z0.01，x+y+z=1；所述前驱体材料的一次颗粒呈针状，一次颗粒堆积成二次颗粒；二次颗粒是直径为6～13μm的球形或类球形；二次颗粒的内层为多孔的内核，外层为由细长一次颗粒紧密排列的壳；运用CASTEP软件计算所述前驱体材料的（003）晶面的表面能为1.1～2.5 J/m²。

2.一种如权利要求1所述的镍钴硼前驱体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配制包含镍、钴、硼的混合盐溶液，配制沉淀剂溶液和络合剂溶液；

（2）配制反应釜底液；通气控制反应釜内的氧气浓度为0～5%；

（3）在反应釜底液中同时连续通入混合盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液进行共沉淀反应，反应过程中控制反应体系的温度为30~90℃、pH值为11~12.8、络合剂浓度为5～8g/L、搅拌速度为300～450 rpm、固含量为150～400 g/L；实时检测反应浆料的粒度，待粒度D达到6～13 μm，停止反应；

（4）将步骤（3）得到的反应浆料进行固液分离，分离得到的固相经洗涤、烘干后得到镍钴硼前驱体材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合盐溶液中镍、钴、硼的总浓度为0.8～5.0 mol/L；所述络合剂溶液的浓度为0.8～15 mol/L；所述沉淀剂溶液的浓度为0.6～7.5 mol/L。

4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，用于配制所述混合盐溶液的镍盐、钴盐选自硫酸盐、醋酸盐、卤素盐和硝酸盐中的至少一种；用于配制所述混合盐溶液的硼源为氧化硼、硼酸盐、偏硼酸盐中的至少一种；所述络合剂选自氨水、硫酸铵、碳酸氢铵、乙二胺、乙二胺四乙酸、草酸中的至少一种；所述沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡和碳酸钠中的至少一种。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应釜底液的初始pH值为11～13，反应釜底液中的络合剂浓度为4～10 g/L。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应釜底液的初始pH值为11.2~12.5，反应釜底液中的络合剂浓度为6.5~8g/L。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤用溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中的至少一种。

8.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料由权利要求1所述的镍钴硼前驱体材料或权利要求2-7任一项所述的制备方法制备得到的镍钴硼前驱体材料混锂烧结得到；所述正极材料为直径是6～13μm的球形或类球形，表面具有Li₃BO₃包覆层。

9.如权利要求8所述的正极材料，其特征在于，所述烧结过程中，镍钴硼前驱体材料和锂盐的摩尔比为1:1～1:1.5，氧气流量为0.15～12.0 L/min，先在450～550℃预烧结1～10h，再以2～8℃/min的升温速率升温至600～1200℃烧结8～30 h，最后冷却至室温。

10.如权利要求8或9所述的正极材料，其特征在于，还包括在正极材料表面包覆具有导电离子的铟涂层的步骤；所述导电离子选自锡离子、钒离子、钼离子中的至少一种。