[发明专利]放射状类球顶锥体结构三元前驱体及正极材料和制备方法

权利要求书

1.一种放射状类球顶锥体结构三元前驱体，其特征在于：所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体的锥体部为呈放射状生长的长条状一次颗粒，球顶部为有序堆积的块状一次颗粒，并形成二次团聚体；所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体的化学式为Ni_xCo_yMn_(1-x-y)(OH)₂，其中，0.3＜x＜0.9，0.05＜y＜0.50，0.05＜1-x-y＜0.50；所述长条状一次颗粒的平均长度为8～14μm；所述块状一次颗粒的平均粒径为1～3μm，堆积的平均厚度为3～5μm。

2.一种如权利要求1所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将镍源、钴源和锰源加入水中，加热搅拌，得混合金属溶液；

（2）将沉淀剂加入溶剂中，加热搅拌，得沉淀剂溶液；

（3）将步骤（1）所得混合金属溶液逐滴加入步骤（2）所得沉淀剂溶液中，滴加完毕后，加热搅拌，再置于密闭反应釜中，升温，进行溶剂热反应，过滤，洗涤，干燥，得放射状类球顶锥体结构三元前驱体。

3.根据权利要求2所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述镍源中镍、钴源中钴和锰源中锰的摩尔比为3～9:0.5～5.0:0.5～5.0；所述水的用量使得混合金属溶液中金属离子的总摩尔浓度为0.1～2.0 moL/L；所述加热搅拌的温度为30～80℃，转速为300～500 r/min，时间为2～10 h；所述镍源为可溶性镍盐，所述钴源为可溶性钴盐，所述锰源为可溶性锰盐；所述可溶性镍盐为硫酸镍、硝酸镍、乙酸镍或氯化镍，及其水合物中的一种或几种；所述可溶性钴盐为硫酸钴、硝酸钴、乙酸钴或氯化钴，及其水合物中的一种或几种；所述可溶性锰盐为硫酸锰、硝酸锰、乙酸锰或氯化锰，及其水合物中的一种或几种。

4.根据权利要求2或3所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述沉淀剂与溶剂的质量体积比为1:5～20；所述加热搅拌的温度为30～80℃，转速为300～500 r/min，时间为1～5 h；所述沉淀剂为尿素、碳酸铵或碳酸氢铵，及其水合物中的一种或几种；所述溶剂为乙醇水溶液和/或乙二醇水溶液；所述乙醇水溶液或乙二醇水溶液的体积分数为30～80 %。

5.根据权利要求2或3所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述混合金属溶液中镍、钴、锰元素的总摩尔数与沉淀剂溶液中沉淀剂的摩尔比为0.5～2.0:1；所述逐滴加入的速率为20～40滴/min；所述加热搅拌的温度为30～80℃，转速为300～500 r/min，时间为2～6 h；所述升温的速率为1～10 ℃/min；所述溶剂热反应的温度为160～200℃，时间为8～24h；所述洗涤是用去离子水与乙醇分别先后交叉洗涤过滤物≥6次；所述干燥的温度为70～110 ℃，时间为8～24 h。

6.根据权利要求4所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述混合金属溶液中镍、钴、锰元素的总摩尔数与沉淀剂溶液中沉淀剂的摩尔比为0.5～2.0:1；所述逐滴加入的速率为20～40滴/min；所述加热搅拌的温度为30～80℃，转速为300～500 r/min，时间为2～6 h；所述升温的速率为1～10 ℃/min；所述溶剂热反应的温度为160～200℃，时间为8～24h；所述洗涤是用去离子水与乙醇分别先后交叉洗涤过滤物≥6次；所述干燥的温度为70～110 ℃，时间为8～24 h。

7.一种放射状类球顶锥体结构三元正极材料，其特征在于：所述放射状类球顶锥体结构三元正极材料由权利要求1所述放射状类球顶锥体结构三元前驱体制备，化学式为LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O₂，其中，0.3＜x＜0.9，0.05＜y＜0.50，0.05＜1-x-y＜0.50。