[发明专利]一种复合多元前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合多元前驱体，其特征在于，所述复合多元前驱体包括镍铁锰铝氢氧化物内核、镍钴铝氢氧化物外壳和设置于所述镍铁锰铝氢氧化物内核与镍钴铝氢氧化物外壳之间的铝钛氢氧化物过渡层。

2.如权利要求1所述的复合多元前驱体，其特征在于，所述镍铁锰铝氢氧化物的化学式为Ni_x1Fe_y1Mn_z1Al_h1(OH)₂，0.1≤x1≤0.9，0.05≤y1≤0.3，0.05≤z1≤0.3，0.05≤h1≤0.3，x1+y1+z1+h1＝1；

优选地，所述铝钛氢氧化物的化学式为Al_x2Ti_y2(OH)₂，0.1≤x2≤0.8，0.1≤y2≤0.8，x2+y2＝1；

优选地，所述镍钴铝氢氧化物的化学式为Ni_x3Co_y3Al_z3(OH)₂，0.1≤x3≤0.8，0.1≤y3≤0.8，0.1≤z3≤0.8，x3+y3+z3＝1。

3.如权利要求1或2所述的复合多元前驱体，其特征在于，所述镍铁锰铝氢氧化物内核、铝钛氢氧化物过渡层和镍钴铝氢氧化物外壳中均掺杂氟元素和氮元素；

优选地，所述镍铁锰铝氢氧化物内核的中值粒径D50为3～6μm；

优选地，所述铝钛氢氧化物过渡层的厚度为2～4μm；

优选地，所述镍钴铝氢氧化物外壳的厚度为5～8μm。

4.一种如权利要求1-3任一项所述复合多元前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将镍、铁、锰、铝的四元混合盐溶液、碱液和络合剂通入反应釜中进行共沉淀成核反应，得到粒径D50为3～6μm的反应核后停止反应；

(2)在上述(1)反应釜中通入碱液、络合剂和铝、钛的二元混合盐溶液继续进行共沉淀反应，待粒度D50达到5～8μm停止反应；

(3)继续通入碱液、络合剂和镍、钴、铝的三元混合盐溶液进行共沉淀反应，待粒度D50达到10～15μm，停止反应，固液分离得到所述复合多元前驱体。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述四元混合盐溶液的金属离子摩尔浓度为0.5～3mol/L；

优选地，所述四元混合盐溶液的流量为60～300L/h；

优选地，步骤(2)所述二元混合盐溶液的金属离子摩尔浓度为0.6～3.5mol/L；

优选地，所述二元混合盐溶液的流量为30～100L/h；

优选地，步骤(3)所述三元混合盐溶液的金属离子摩尔浓度为0.7～4mol/L；

优选地，所述三元混合盐溶液的流量为200～600L/h；

优选地，所述三元混合盐溶液流量＞四元混合盐溶液流量＞二元混合盐溶液流量；

优选地，所述四元混合盐溶液和二元混合盐溶液的流量差值为30～200L/h；

优选地，所述四元混合盐溶液和三元混合盐溶液的流量差值为100～300L/h。

6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)通入溶液的同时通入含氟离子溶液和含氮离子溶液；

优选地，所述含氟离子溶液中氟离子的摩尔浓度为0.5～2mmol/L；

优选地，所述含氮离子溶液中氮离子的摩尔浓度为0.5～2mmol/L；

优选地，所述碱液包括摩尔浓度为2～10mol/L的氢氧化钠溶液；

优选地，所述络合剂包括摩尔浓度为4～15mol/L的氨水；

优选地，所述反应的pH为11～13；

优选地，所述反应的搅拌速度为200～800rpm；

优选地，所述反应的氧气浓度为1～8％；

优选地，所述反应的气力流量为10～500L/min。

7.一种层状氧化物正极材料，其特征在于，所述层状氧化物正极材料由如权利要求1-4任一项所述复合多元前驱体制得。