[发明专利]一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体，其特征在于：该镍钴铝三元材料前驱体为规则的球形或类球形结构，且其表面形成大量孔隙通道。

2.根据权利要求1所述的一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体，其特征在于：该镍钴铝三元材料前驱体的化学式为Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂，其粒度D50在10～15μm，产品的比容量大于200mA·h/g。

3.根据权利要求1或2所述的一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体，其特征在于：该镍钴铝三元材料前驱体产品中Ni的含量为52.25～55.78％、Co的含量为9.65～10.40％、Al的含量为1.31～1.50％、S的含量为0.010～0.075％、Na的含量不大于100ppm。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按摩尔比Ni/Co/Al为80:15:5称取可溶性镍源、钴源和铝源化合物，并将镍源、钴源和铝源化合物溶解在去离子水中配制成一定浓度的溶液；

2)在反应体系温度控制在25～85℃下，将配制好的溶液与络合剂混合均匀后与沉淀剂、铵盐溶液并流进入反应釜中进行反应；

3)将反应所得镍钴铝三元材料前驱体料浆进行后处理，即得到类球形、表面形成多通道的镍钴铝三元材料前驱体Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂产品。

5.根据权利要求4所述的一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中去离子水、镍源、钴源和铝源的重量配比为100：(10～60)：(2～15)：(1～2)，所述步骤2)中将反应釜中的pH值控制在8～12，待反应体系pH值稳定后，继续反应6～24h。

6.根据权利要求4所述的一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述的络合剂为氨水，络合剂的用量按溶液中镍、钴、铝金属离子摩尔之和与NH₄⁺的摩尔数之比为1.0～2.0进行添加；所述的沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锌中的一种或多种，沉淀剂的浓度为3～6mol/L。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述的铵盐为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵和磷酸铵中的一种或多种，且铵盐溶液的浓度为0.1～2mol/L。

8.根据权利要求7所述的一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述铵盐溶液中含有正己烷、甲苯、乙苯和正戊烷中的一种或多种，且铵盐溶液中有机物的总含量为所加入铵盐溶液总质量的0.01-1％。

9.根据权利要求4-6中任一项所述的一种类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述的可溶性镍源化合物为硫酸镍、二氯化镍和硝酸镍中的一种或多种，所述的可溶性钴源化合物为硝酸钴、硫酸钴、草酸钴和二氯化钴中的一种或多种，所述的可溶性铝源化合物为硝酸铝、硫酸铝、四羟基合铝酸钠、偏铝酸钠和氢氧化铝中的一种或多种，且步骤1)中所得溶液中镍的浓度为25～150g/L，钴的浓度为5～25g/L，铝的浓度为2～8g/L。

10.一种如权利要求1-3中任一项所述的类球形表面多通道的镍钴铝三元材料前驱体的应用，其特征在于：将所述的镍钴铝三元材料前驱体与锂化合物经高温煅烧制备得到电池正极材料镍钴铝酸锂。