一种五元前驱体材料及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112209450A(43)申请公布日2021.01.12(21)申请号202011062739.7H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2020.09.30(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人张勇杰万江涛任海朋张宁李子郯(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/485(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种五元前驱体材料及其制备方法和用途(57)摘要本发明涉及一种五元前驱体材料及其制备方法和用途，所述制备方法包括配制包含辅助金属盐和络合添加剂的溶液，其中，辅助金属盐中的辅助金属包括沉淀系数大于Ni、Co和Mn的金属，将其与沉淀剂溶液及镍盐、钴盐和锰盐的混合盐溶液混合，调节pH，加热反应，得到五元前驱体材料；上述制备过程中辅助金属盐使用复配的方法得到第一溶液，其能有效抑制局部偏析现象，对于沉淀系数较大的辅助金属元素，加入特定的络合添加剂能有效降低其沉淀系数，改善各元素沉积系数的一致性，进而得到五种元素分布均匀，球型度高、分散性好、粒度分布集中的五元前驱体材料；且降低了后续烧结的温度，由其所得五元正极材料具有更高的比容量。CN112209450ACN112209450A权利要求书1/2页1.一种五元前驱体材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)配制包含辅助金属盐及络合添加剂的第一溶液；所述辅助金属盐中的辅助金属包括沉淀系数大于Ni、Co和Mn的金属；(2)配制包含镍盐、钴盐和锰盐的第二溶液；(3)将第一溶液、沉淀剂溶液及第二溶液混合，调节pH，加热反应，得到所述五元前驱体材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述辅助金属盐中的辅助金属选自Al、Ti、Ge、Zr和Ga中的任意两种；优选地，所述辅助金属盐中的辅助金属选自沉淀系数大于Ni、Co和Mn的金属中的任意一种，以及W、Mo、Mg和B中的任意一种；优选地，所述络合添加剂选自氨基酸、多肽及氨基磺酸中的至少一种；优选地，所述氨基酸选自等电点为碱性的氨基酸；优选为赖氨酸和/或精氨酸。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶液中络合添加剂的浓度为0.02～2mol/L；优选为0.05～1.5mol/L；优选地，所述第一溶液中辅助金属盐的浓度为1～100g/L。4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第二溶液中镍盐、钴盐及锰盐的浓度之和为80～400g/L。5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂溶液中氢氧化物的浓度为100～300g/L；优选地，所述沉淀剂溶液中氨的浓度为0.3～1.2mol/L；优选地，所述调节pH为10～12；优选地，所述加热反应的温度为65～80℃；优选地，所述加热反应的过程中伴随搅拌，优选搅拌速度为500～1000rpm；优选地，所述加热反应的时间为5～150h；优选地，所述加热反应得到的浆料的固含量为50～1000g/L。6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应结束后还包括陈化；优选地，所述陈化的过程伴随搅拌，优选搅拌速度为200～300rpm；优选地，所述陈化的时间为0.5-5h；优选地，所述陈化后还包括除磁、固液分离、洗涤、干燥、筛分；优选地，所述洗涤采用水洗。7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)配制包含辅助金属盐及络合添加剂的第一溶液；其中，络合添加剂的浓度为0.02～2mol/L，辅助金属盐的浓度为1～100g/L；(b)配制包含镍盐、钴盐和锰盐的第二溶液；其中，镍盐、钴盐及锰盐的浓度之和为80～400g/L；(c)配制沉淀剂溶液，其中，氢氧化钠的浓度为100～300g/L，氨的浓度为0.3～1.2mol/L；(d)将第一溶液、沉淀剂溶液及第二溶液混合，调节pH至10～12，在搅拌速率为500～2CN112209450A权利要求书2/2页1000rpm，温度为65～80℃的条件下加热反应5～150h；得到固含量为50～1000g/L的浆料；(e)将步骤(d)得到的浆料在陈化釜中，以200～300rpm的搅拌速度陈化0.5～5h；(f)将步骤(e)中陈化产物经除磁、固液分离、水洗，烘干，得到所述五元前驱体材料。8.如权利要求1-7任一项所述方法制备得到的五元前驱体材料，其特征在于，所述五元前驱体的分子通式为NiaCobMncXdYe(OH)2，其