[发明专利]碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体，其特征在于，其结构式为ACO₃-R-BCO₃，A和B为Ni_1-a-bCo_aMn_bZ_c，其中0≤a≤1；0≤b≤1；0＜a+b≤1；0≤c≤1，且A中的镍、钴、锰的摩尔比不同于B中的镍、钴、锰的摩尔比，Z为Al、Mg、Ti、B、Zr、Bi、Mo、P、稀土元素中的至少一种；R为包括Ni、Co、Mn、Al、Mg、Si、Ti、B、Zr、Bi、Mo、P、稀土元素中的至少一种元素的接枝剂。

2.根据权利要求1所述的碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体，其特征在于，所述R的质量为ACO₃和BCO₃质量之和的1～10％。

3.根据权利要求1所述的碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体，其特征在于，ACO₃和BCO₃的质量比为1:99～99:1。

4.根据权利要求1所述的碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体，其特征在于，所述R为(M_xN_y)CO₃或(M_xN_y)(OH)₂，0＜x＜1；0＜y＜1；0＜x+y≤1；M和N选自不同的元素，为Ni、Co、Mn、Al、Mg、Si、Ti、B、Zr、Bi、Mo、P、稀土元素中的至少一种元素。

5.一种由权利要求1～4任一项所述的碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将含镍盐、钴盐、锰盐和Z盐的水溶液与碳酸盐水溶液混合反应，控制反应过程中溶液的pH为6～9，陈化，抽滤得第一碳酸盐型盐ACO₃；

S2、将含镍盐、钴盐、锰盐和Z盐的水溶液与碳酸盐水溶液混合反应，控制反应过程中溶液的pH为6～9，陈化，抽滤得第二碳酸盐型盐BCO₃；

S3、将所述第一碳酸盐型盐ACO₃与第二碳酸盐型盐BCO₃混合于25～70℃下制成浆料；在浆料中加入用于液相反应形成接枝剂R的溶液并搅拌反应30～90min，洗涤干燥，得碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体ACO₃-R-BCO₃。

6.根据权利要求5所述的碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一碳酸盐型盐ACO₃的制备方法为：将含镍盐、钴盐、锰盐和Z盐的水溶液和碳酸盐水溶液分别以1～2mL/min的速度加入含水的反应器中，在惰性气氛中于30～80℃下持续搅拌反应，控制反应过程中溶液的pH为6～9，加料结束后持续搅拌陈化10～36h，真空抽滤得第一碳酸盐型盐ACO₃。

7.根据权利要求5所述的碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二碳酸盐型盐BCO₃的制备方法为：将含镍盐、钴盐、锰盐和Z盐的水溶液和碳酸盐水溶液分别以1～2mL/min的速度加入含水的反应器中，在惰性气氛中于30～80℃下持续搅拌反应，控制反应过程中溶液的pH为6～9，加料结束后持续搅拌陈化10～36h，真空抽滤得第二碳酸盐型盐BCO₃。

8.根据权利要求5所述的碳酸盐接枝碳酸盐型正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤S3中，用于液相反应形成接枝剂R的溶液包括第一溶液和第二溶液，所述第一溶液为钴盐和锰盐的混合溶液，所述第二溶液为碳酸氢钠溶液或氢氧化钠溶液,所述第一溶液和第二溶液通过液相反应形成接枝剂R以将所述第一碳酸盐型盐ACO₃与第二碳酸盐型盐BCO₃进行接枝。