[发明专利]制备锂二次电池用正极活性材料前体和正极活性材料的方法

权利要求书

1.一种通过使用间歇式反应器制备锂二次电池用正极活性材料前体的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)在将包含过渡金属阳离子的含过渡金属的溶液、碱性水溶液和含铵离子的溶液连续添加到所述间歇式反应器的同时形成正极活性材料前体粒子；

(2)当所述间歇式反应器满时停止添加所述溶液，并使形成的所述正极活性材料前体粒子沉降；

(3)将所述正极活性材料前体粒子沉降之后形成的上清液排放至外部；

(4)通过添加所述含铵离子的溶液将在排放所述上清液时降低了的pH调节至10～12；以及

(5)在再次将所述包含过渡金属阳离子的含过渡金属的溶液、所述碱性水溶液和所述含铵离子的溶液连续添加到所述间歇式反应器的同时使所述正极活性材料前体粒子生长。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(3)中，当使所述正极活性材料前体粒子沉降时，在5rpm～50rpm下进行搅拌。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中的所述含过渡金属的溶液、所述碱性水溶液和所述含铵离子的溶液的添加速率满足方程式1：

[方程式1]

2(V-v)/t≤υ₁+υ₂+υ₃≤30(V-v)/t

其中在方程式1中，V为所述间歇式反应器的体积(mL)，v为在连续添加所述含过渡金属的溶液之前所述间歇式反应器中填充的溶液的体积(mL)，t为总反应时间(分钟)，υ₁为所述含过渡金属的溶液的添加速率(mL/min)，υ₂为所述碱性水溶液的添加速率(mL/min)，并且υ₃为所述含铵离子的溶液的添加速率(mL/min)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述含铵离子的溶液包含选自如下中的至少一种：NH₄OH、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NH₄Cl、CH₃COONH₄和NH₄CO₃。

5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中的所述形成正极活性材料前体粒子包括如下步骤：

(a)通过调节所添加的所述碱性水溶液和含铵离子的溶液的量，在pH为11～13下通过共沉淀反应形成粒子核；以及

(b)在形成所述核之后，通过调节所添加的所述碱性水溶液和含铵离子的溶液的量，在pH为8～12下通过共沉淀反应使所述粒子生长。

6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中的所述含过渡金属的溶液包含选自如下中的至少一种过渡金属的阳离子：镍(Ni)、锰(Mn)和钴(Co)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中的所述含过渡金属的溶液包含：第一含过渡金属的溶液，所述第一含过渡金属的溶液包含两种以上过渡金属的阳离子；和第二含过渡金属的溶液，所述第二含过渡金属的溶液包含两种以上过渡金属的阳离子，但所具有的所述过渡金属阳离子的浓度与所述第一含过渡金属的溶液的所述过渡金属阳离子的浓度不同。

8.根据权利要求7所述的方法，其中具有浓度梯度的正极活性材料前体粒子通过逐渐降低所述第一含过渡金属的溶液的添加速率并逐渐提高所述第二含过渡金属的溶液的添加速率而形成。