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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115367815A(43)申请公布日2022.11.22(21)申请号202211319408.6(22)申请日2022.10.26(71)申请人河南科隆新能源股份有限公司地址453000河南省新乡市科隆大道61号(72)发明人赵晓瑾左高峰郝智敏汪文文万超徐云军程迪尹正中(74)专利代理机构新乡市挺立众创知识产权代理事务所(普通合伙)41192专利代理师林海(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体和制备方法及其正极材料(57)摘要本发明公开了一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体和制备方法及其正极材料,此前驱体D50为8‑20um,剖面图可看到二次球颗粒结构中有多层的环形孔洞,且单个颗粒或多个颗粒剖面均值的孔隙率值为6‑14%。将镍钴混合盐溶液、碱铝溶液、络合剂、沉淀剂共沉淀反应,严格控制每个阶段的pH值、铝液的浓度,再进行固液分离、洗涤、烘干、混匀、筛分、除磁工序制得具有多层环形孔洞的镍钴铝前驱体。该前驱体疏松多孔的形貌有利于混锂烧结得到正极材料。该正极材料具有多层锂离子扩散通道,可以缓冲在充放电过程中材料发生的晶格机械应变力,改善循环。具有较高的初始放电比容量,较低的内阻,较好的倍率性能和良好的循环稳定性。CN115367815ACN115367815A权利要求书1/2页1.一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体,其特征在于:所述前驱体的化学式为NiMCoNAl1‑M‑N(OH)2,0.8≤M≤0.97、0.02≤N≤0.09、0.01≤1‑M‑N≤0.055,其中D50为8‑20um,且所述前驱体的二次球颗粒结构中有多层环形孔洞,单个二次球颗粒或多个二次球颗粒剖面均值的孔隙率值为6‑14%。2.如权利要求1所述的一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,称取硫酸镍,硫酸钴粉末溶于纯水,配置镍钴混合盐溶液;S2,称取铝盐,加入到氢氧化钠溶液中,配置碱铝溶液;S3,将S1所述镍钴混合盐溶液、S2所述碱铝溶液、络合剂同时泵入反应釜中,分阶段进行共沉淀反应;S4,反应结束后,将反应所得物料进行固液分离、洗涤、烘干、混匀、筛分、除磁工序,得到镍钴铝前驱体。3.如权利要求2所述的一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述镍钴混合盐溶液总金属离子浓度是1.0‑2.0mol/L。4.如权利要求2所述的一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述铝盐为偏铝酸钠;所述碱铝溶液中Al3+浓度为0.1‑0.5mol/L;所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度为5‑10mol/L。5.如权利要求2所述的一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述络合剂浓度为10‑15mol/L,所述络合剂为EDTA、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵中的至少一种。6.如权利要求2所述的一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体的制备方法,其特征在于,在步骤S3中分四个阶段进行共沉淀反应:第一阶段成核到生长至D150,目标值的25%≤D150<目标值的40%;第二阶段反应釜内二次球颗粒生长至D250,目标值的40%≤D250<目标值的60%;第三阶段反应釜内二次球颗粒生长至D350,目标值的60%≤D350<目标值的90%;第四阶段反应釜内二次球颗粒生长至目标值,立即停止生长反应;每阶段中所述镍钴混合盐溶液的流量为1‑3.5L/h,碱铝溶液的流量为1‑2L/h,络合剂的流量为0.5‑1.5L/h,pH控制在10‑12,每阶段的反应温度控制在55‑70℃,每阶段的搅拌速度为500‑1000rpm。7.如权利要求2所述的一种多层环形孔洞镍钴铝前驱体的制备方法,其特征在于,在步骤S4中,所述洗涤具体为:将反应所得物料先用碱液洗涤,再用25‑80℃去离子水洗涤,洗涤后洗涤水的电阻率小于0.02cm/μs;所述碱液为碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液中的至少一种,且碱液摩尔浓度为4.0‑5.0mol/L。8.一种锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,采用权利要求2的制备方法得到镍钴铝前驱体,然后将得到的所述前驱体与锂源、添加剂均匀混合,一次烧结、破碎、粉碎、水洗烘干、包覆、二次烧结过筛得到正极材料。9.如权利要求8所述的一种锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述锂源为氢氧化锂、硝酸锂、氯化锂中的至少一种,所述添加剂为Zr、Sr、Ti、W、Mg、Y、La、B、F元素中的一种或多种,包覆时所使用的包覆剂为含有D元素的氧化物、含有D元素的锂化合物中的一种或多种,D元素为Co、Li、B、W、Ti、Ce、Zr中