[发明专利]枝晶状正极材料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

权利要求书

1.一种枝晶状正极材料前驱体，其特征在于，包括内核和包覆所述内核的外壳；

所述内核的一次颗粒呈疏松的类蜂窝状排布，所述外壳的一次颗粒呈疏松的枝晶状排布。

2.根据权利要求1所述的枝晶状正极材料前驱体，其特征在于，所述枝晶状正极材料前驱体为含镍氢氧化合物；

优选地，所述外壳的一次颗粒的枝晶状排布呈簇状；

优选地，所述内核具有16-36％的孔隙率，所述外壳具有7-27％的孔隙率；

优选地，所述枝晶状正极材料前驱体具有11-31％的整体平均孔隙率；

优选地，所述内核的D50为0.8-2.9μm；

优选地，所述内核的平均半径与所述枝晶状正极材料前驱体的半径的比为(0.3-0.6)：1；

优选地，所述外壳的平均厚度与所述枝晶状正极材料前驱体的半径的比为(0.4-0.7)：1。

3.根据权利要求1所述的枝晶状正极材料前驱体，其特征在于，其化学通式为Ni_xCo_yMn_zM_a(OH)₂，其中，0.5≤x＜1，0≤y＜0.5，0≤z＜0.5，0≤a＜0.3；M为Al、Ti、Zr、Mo、Cr、W、B、Mg、Ba、Nb与Sr中的至少一种；优选0≤y＜0.3，0≤a＜0.1，更优选0.5≤x＜0.7，0≤a＜0.01；

优选地，所述内核中具有类圆形的孔，所述外壳中具有不规则多边形的孔；

优选地，所述内核的一次颗粒呈薄片状；

优选地，所述外壳的一次颗粒呈杆状，长宽比为(6-14)：1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的枝晶状正极材料前驱体，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

A.D50为2-6μm，优选3-5μm；

B.BET为5-18m²/g；

C.TD为1.3-1.9g/cm³；

D.span为0.3-0.5，span＝(D90-D10)/D50；

E.所述内核的平均半径与所述枝晶状正极材料前驱体的半径的比为(0.42-0.48)：1；

F.所述外壳的平均厚度与所述枝晶状正极材料前驱体的半径的比为(0.52-0.58)：1；

G.所述前驱体球形度为92.00-98.00％。

5.一种权利要求1-4任一项所述的枝晶状正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括：

在惰性气体保护下向底液中通入金属盐溶液、沉淀剂和络合剂进行第一反应得到所述内核；

继续进行第二反应和第三反应，得到所述枝晶状正极材料前驱体；

所述第一反应、所述第二反应和所述第三反应进行的过程中，各自独立的控制体系的pH、络合剂浓度和上清液镍含量。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述底液为水、沉淀剂和络合剂的混合液；

优选地，所述底液的pH值为11.3-12.4，氨浓度为1.0-2.5g/L；

优选地，所述第一反应的过程中，体系pH由11.0-12.0降低至10.7-11.6，络合剂浓度控制在2.3-3.2g/L范围内，体系上清液镍含量维持在0-10ppm；

优选地，所述第二反应的过程中，体系pH在10.6-11.8范围内，络合剂浓度控制在2.3-3.2g/L范围内，体系上清液镍含量维持在50-60ppm；

优选地，所述第二反应的过程中，体系pH在10.5-11.8范围内，络合剂浓度控制在0.8-2.6g/L范围内，体系上清液镍含量维持在50-60ppm。