[发明专利]一种核壳结构的富锂锰基正极材料前驱体及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳结构的富锂锰基正极材料前驱体，其特征在于：化学式为Ni_xMn_y(OH)₂，其中，0.30≤x＜0.40，0.60≤y＜0.70。

2.根据权利要求1所述的前驱体，其特征在于：包括核层和壳层，所述核层的孔隙率为40~60%，核层的D50₁占前驱体的60~80%；所述壳层的孔隙率为5~8%，壳层的D50₂占前驱体的20~40%，核层的孔隙率与壳层的孔隙率的比值满足5:1~8:1。

3.根据权利要求1所述的前驱体，其特征在于：D50为4~7um，振实密度为1.20~1.60g/cm³，比表面积为70~90m²/g。

4.一种核壳结构的富锂锰基正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：包括：

步骤一、配制摩尔浓度为1.8~2.2mol/L的Ni、Mn金属液；

配制摩尔浓度为8~10mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为沉淀剂；

配制摩尔浓度为2~4mol/L的氨水溶液作为络合剂；

配置质量百分含量为1~3%的添加剂溶液；

步骤二、向封闭的反应釜中加入纯水、所述沉淀剂和所述络合剂配成底液，通过沉淀剂控制底液的pH值为11.5~12.1，通过络合剂控制底液中的氨浓度为0.05~0.25mol/L，底液的温度维持在75~85℃；

步骤三、保持反应釜的搅拌开启，通入氮气或者惰性气体，流量为0.5~0.8m³/h，将步骤一中的所述金属液、所述沉淀剂、所述络合剂与所述添加剂溶液分别以50~400L/min的流速持续加入反应釜中进行共沉淀反应；反应过程中pH维持在11.5~12.1，反应的温度维持在75~85℃，反应釜的转速为600~700r/min，待反应釜中的浆料粒度D50₁生长到目标粒度D50的60~80%时暂停进液；

将反应釜的温度降至55~65℃，将步骤一中的所述金属液、所述沉淀剂与所述络合剂分别以50~400L/min的流速持续加入反应釜中继续进行共沉淀反应，反应过程中pH维持在11.5~12.1，反应的温度维持在55~65℃，反应釜的转速为500~600r/min，待反应釜中的浆料粒度生长到目标粒度D50时停止进液；

步骤四、将步骤三中的共沉淀产物经过离心、洗涤、干燥得到核壳结构的富锂锰基正极材料前驱体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述添加剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、四聚丙烯苯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠中的一种或者多种。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤三中，所述反应釜中添加剂的质量百分含量为0.02~0.06%。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤三中，反应过程中氨浓度保持在0.05~0.25mol/L。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤三中，所述目标粒度D50为4~7um。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤四中，所述前驱体的化学式为Ni_xMn_y(OH)₂，其中，0.30≤x＜0.40，0.60≤y＜0.70。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述前驱体包括核层和壳层，所述核层的孔隙率为40~60%，核层的D50₁占前驱体的60~80%；所述壳层的孔隙率为5~8%，壳层的D50₂占前驱体的20~40%，核层的孔隙率与壳层的孔隙率的比值满足5:1~8:1，与壳层的孔隙率的比值满足5:1~8:1；

所述前驱体的振实密度为1.20~1.60g/cm³，比表面积为70~90m²/g。