[发明专利]镍锰铝核壳结构前驱体和无钴锂离子正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种镍锰铝核壳结构前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照镍锰元素摩尔比为x₁:(1-x₁)的比例配置镍锰元素总浓度为2-5mol/L的可溶性镍盐和可溶性锰盐的混合溶液A，配置一定浓度的氨水溶液和一定浓度的碱性溶液，所述0.3≤x₁≤0.9；

(2)将步骤(1)所述的溶液A、氨水溶液、碱性溶液以一定的进料速度加入到反应釜中搅拌反应，控制体系的反应pH为10.5-12.0，NH₃浓度为7.0-12.0g/L，反应温度40-70℃，反应时间30-50h，得到镍锰前驱体：Ni_x1Mn_1-x1(OH)₂；

(3)将一定浓度的可溶性镍盐溶液、偏铝酸钠溶液、氨水溶液和碱性溶液以一定的进料速度加入到反应釜中反应，维持反应的pH为8.5-10.5，搅拌转速为150-250r/min，反应釜中前驱体粒径达到11-18μm时停止反应，得到镍锰铝核壳结构前驱体：Ni_x2Mn_y2Al_1-x2-y2(OH)₂，所述0.4≤x₂≤0.98，0.01≤y₂≤0.7。

2.根据权利要求1所述的一种镍锰铝核壳结构前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的可溶性镍金属盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍，可溶性锰盐为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰。

3.根据权利要求1所述的一种镍锰铝核壳结构前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾的水溶液，所述氨水溶液的浓度为1-2mol/L，所述碱性溶液的浓度为2-4mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种镍锰铝核壳结构前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的溶液A的进料速度为30-50L/h，氨水的进料速度3-6L/h，碱性溶液的进料速度为8-15L/h，搅拌速度为200-500r/min。

5.根据权利要求1所述的一种镍锰铝核壳结构前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的可溶性镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍，所述碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾的水溶液。

6.根据权利要求1所述的一种镍锰铝核壳结构前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的可溶性镍盐的浓度为2mol/L，偏铝酸钠溶液的浓度为0.2-0.6mol/L，氨水溶液的浓度为1-2mol/L，碱性溶液的浓度为2-4mol/L。

7.根据权利要求1所述的一种镍锰铝核壳结构前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中可溶性镍盐溶液的进料速度为30-50L/h，氨水的进料速度为1.5-5L/h，碱性溶液的进料速度为6-10L/h，偏铝酸钠溶液的进料速度为10-20L/h。

8.一种以权利要求1所述的镍锰铝核壳结构前驱体为原料制备核壳结构的无钴锂离子正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述镍锰铝核壳结构前驱体煅烧，得到具有核壳结构的二次球镍锰铝氧化物；

(2)将步骤(1)中得到的二次球镍锰铝氧化物与LiOH·H₂O混合后煅烧，得到核壳结构的无钴锂离子正极材料。

9.根据权利要求8所述的一种制备核壳结构的无钴锂离子正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的煅烧温度为300-600℃，煅烧时间为3-6h。

10.根据权利要求9所述的一种制备核壳结构的无钴锂离子正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的煅烧温度为700-800℃,煅烧时间为10-20h。