一种复合多元前驱体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CN116002774A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211651353.9H01M4/36(2006.01)(22)申请日2022.12.21(71)申请人蜂巢能源科技（无锡）有限公司地址214100江苏省无锡市锡山经济开发区东部园大成路1066号(72)发明人王星宁请求不公布姓名(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659专利代理师徐浩(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)C01G23/00(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种复合多元前驱体及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种复合多元前驱体及其制备方法和应用，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，本发明所述复合多元前驱体为类似于蛋黄壳层状结构，即保证了材料的高能量密度，同时提高了材料的安全性能。CN116002774ACN116002774A权利要求书1/2页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Nix1Fey1Mnz1Alh1(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Alx2Tiy2(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Nix3Coy3Alz3(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；2CN116002774A权利要求书2/2页优选地，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。8.一种如权利要求