[发明专利]一种掺杂金属元素的三元前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

向反应底液中加入镍钴锰混合盐溶液、络合剂溶液、沉淀剂溶液和掺杂金属盐溶液进行共沉淀反应；

所述镍钴锰混合盐溶液的进料位点、所述络合剂溶液的进料位点和所述沉淀剂溶液的进料位点位于同一水平面A；所述掺杂金属盐溶液的进料位点位于所述水平面A的上方；且所述沉淀剂溶液的进料位点和所述掺杂金属盐溶液的进料位点之间的距离大于所述沉淀剂溶液的进料位点和所述镍钴锰混合盐溶液的进料位点之间的距离；

所述镍钴锰混合盐溶液中，镍离子、钴离子和锰离子的浓度之和为0.5～2.5mol/L；所述金属盐溶液中，金属盐的浓度为0.1～5.0g/L；所述镍钴锰混合盐溶液的流量和所述金属盐溶液的流量之比为(0.5～4)：1。

2.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰混合盐溶液的流量为0.1～500L/h。

3.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述镍钴锰混合盐溶液中，镍、钴、锰的摩尔比为(50～98):(0.1～30):(0.1～30)。

4.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中的金属元素包括铍、钪、钛、钒、铝、钇、锆、铌、钼、铜、锌、镓、铟、钽和钨中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液的pH为3.0～4.0。

6.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述三元前驱体中的金属盐的掺杂量小于10000ppm。

7.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述掺杂金属盐溶液的进料位点与所述水平面A的垂直距离为3～20cm。

8.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述络合剂溶液中的络合剂包括氨水、氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氟化铵、碘化铵和溴化铵中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述络合剂的浓度的2.0～8.0mol/L。

10.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂溶液中的沉淀剂包括氢氧化钠。

11.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂的浓度为4.0～12.0mol/L。

12.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述反应底液主要由氨水、碱和水制备得到。

13.根据权利要求12所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述反应底液的pH为11.5～12.5，所述反应底液的铵根浓度为3～7g/L。

14.根据权利要求1所述的前驱体的定量掺杂金属元素的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应的过程中，反应体系的温度为40～75℃，反应体系的pH为10～12，反应体系的铵根浓度为3～10g/L。

15.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应的时间为30～80h。

16.根据权利要求1所述的掺杂金属元素的三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应的过程中进行搅拌，所述搅拌的速度为60～500r/min。