一种前驱体材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116022863A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310153300.2H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2023.02.17H01M10/054(2010.01)H01M4/525(2010.01)(71)申请人芜湖佳纳新能源材料有限公司H01M4/505(2010.01)地址241000安徽省芜湖市鸠江区（安徽）自由贸易试验区芜湖片区龙山街道汽经一路5号2-64申请人广东佳纳能源科技有限公司江西佳纳能源科技有限公司清远佳致新材料研究院有限公司(72)发明人黄城黄仁忠刘晓玲郑江峰(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师王震(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)权利要求书1页说明书13页附图5页(54)发明名称一种前驱体材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及新能源电池材料技术领域，具体而言，涉及一种前驱体材料及其制备方法和应用。所述前驱体材料的制备方法包括：混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液加入至底液中，进行共沉淀反应；待共沉淀反应完成后，固液分离，得到前驱体材料；共沉淀反应的过程中，先在一定温度和pH下反应2～20h，然后以≤10℃/h的速率降低混合物料的温度，和/或，以≤2/h的速率降低混合物料的pH。通过采用降温或降低pH的手段，制备出一次颗粒呈绒毛状的前驱体材料，其制得的正极材料内部呈交联网络状的多孔结构，在兼具单晶颗粒强有力结构的同时具有多晶颗粒的高倍率性能，且多孔结构能有效缓解应变对结构的破坏，具有优异的电化学性能。CN116022863ACN116022863A权利要求书1/1页1.一种前驱体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液加入至底液中，进行共沉淀反应；待所述共沉淀反应完成后，固液分离，得到所述前驱体材料；其中，所述混合金属盐溶液中的金属元素包括Ni、Co、Mn和掺杂金属元素中的至少两种；所述掺杂金属元素包括La、Al、Ti、Ta、Mg、Mo、W、Ca、Zn、Nb、Cr、Zr和Fe元素中的至少一种；所述共沉淀反应的过程中，先在一定温度和pH下反应2～20h，然后以≤10℃/h的速率降低混合物料的温度，和/或，以≤2/h的速率降低混合物料的pH。2.根据权利要求1所述的前驱体材料的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应的过程中，混合物料的温度为20～75℃，和/或，混合物料的pH为9.5～12.3。3.根据权利要求1所述的前驱体材料的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应至固体颗粒的D50粒径＝3～17μm，或者，所述共沉淀反应的总反应时间为25～90h。4.根据权利要求1所述的前驱体材料的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂溶液包括氢氧化钾溶液和/或氢氧化钠溶液；优选地，所述络合剂溶液包括草酸钠溶液、氨水溶液、柠檬酸溶液和乙二胺四乙酸二钠溶液中的至少一种；优选地，所述底液主要由水、所述沉淀剂溶液和所述络合剂溶液中的至少一种制备而成。5.一种前驱体材料，其特征在于，主要由如权利要求1～4任一项所述的前驱体材料的制备方法制得；其中，所述前驱体材料的化学式为NixCoyMnzMe(OH)2；其中，0≤x<1，0≤y<1，0≤z<1，0≤e<1，且x+y+z+e＝1；M包括La、Al、Ti、Ta、Mg、Mo、W、Ca、Zn、Nb、Cr、Zr和Fe中的至少一种。6.根据权利要求5所述的前驱体材料，其特征在于，所述前驱体材料的一次颗粒的形状包括绒毛状；优选地，所述前驱体材料的一次颗粒的长度<1μm，所述前驱体材料的一次颗粒的厚度<100nm。7.一种正极材料，其特征在于，主要由权利要求5所述的前驱体材料与钠源或锂源混合均匀后经过煅烧制得；其中，所述正极材料包括一次颗粒经聚集形成的呈交联网络状的二次颗粒；所述二次颗粒的内部具有蜂窝状的多孔结构。8.根据权利要求7所述的正极材料，其特征在于，所述钠源包括氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠、乙酸钠、氢氧化钠、草酸钠和氯化钠中的至少一种；优选地，所述锂源包括氧化锂、碳酸锂、硫酸锂、硝酸锂、乙酸锂、氢氧化锂、草酸锂和氯化锂中的至少一种；优选地，所述煅烧的温度为400～1000℃，所述煅烧的保温时间为4～22h。9.一种正极极片，其特征在于，主要由权利要求7所述的正极材料制得。10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的正极极片；其中，所述电池包括锂离子电池和/或钠离子电池。2CN116022863A说明书1/13页一种前驱体材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及新能源电池材料技术领域，具体而言，涉及一种前驱体材料及其制备方法和应用；更具体地，涉及一种