一种复合多元材料和前驱体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于材料领域，涉及一种复合多元材料和前驱体及其制备方法和应用。所述复合多元材料前驱体为金属氢氧化物颗粒，所述复合多元材料前驱体的内部结构呈发散交互结构，其内部晶体结构经XRD表征，101峰/001峰的强度比为0.5～1.5，101峰/001峰的半峰宽比值为0.4～0.7。本发明专利技术提供的复合多元材料前驱体作为锂离子电池正极材料，能够提高锂离子电池的倍率性能和循环稳定性。此外，采用本发明专利技术提供的方法制备复合多元材料，整个过程不断消耗水，不产生多余废水，能够达到对环境友好的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种复合多元材料和前驱体及其制备方法和应用
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种复合多元材料和前驱体及其制备方法和应用。
技术介绍
复合多元材料为层状正极材料，其中主要金属元素为镍、钴、锰金属。与镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂相比，复合多元材料具有成本低、放电容量大、循环性能好、热稳定性好、结构稳定等优点。随着复合多元锂离子电池在电动汽车中的应用，复合多元锂离子电池正极材料研究方向出现多元化：高镍、高电压、单晶等，复合多元材料成为研究热点，尤其2017年以来，随着电动汽车对续航里程要求不断提高，常规锂电池能量密度已难以满足要求，复合多元材料在未来的一段时期内会成为动力电池主流材料。目前复合多元材料前驱体的制备方法主要分为液相连续控制结晶法和液相间断控制结晶法，目前绝大数企业大规模生产镍钴锰三元材料前驱体采取液相连续控制结晶法。具体地，将钴镍锰溶液、碱液、络合剂并流加入反应釜中，制备得到球形复合多元前驱体。然而，该方法对产品内部结构无法实现可控，所得复合多元材料虽然可用于常规锂电池中，但是难以应用于车用领域，因为其电化学性能尤其是能量密度、倍率性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合多元材料前驱体，其特征在于，所述复合多元材料前驱体为金属氢氧化物颗粒，所述复合多元材料前驱体的内部结构呈发散交互结构，其内部晶体结构经XRD表征，101峰/001峰的强度比为0.5～1.5，101峰/001峰的半峰宽比值为0.4～0.7。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合多元材料前驱体，其特征在于，所述复合多元材料前驱体为金属氢氧化物颗粒，所述复合多元材料前驱体的内部结构呈发散交互结构，其内部晶体结构经XRD表征，101峰/001峰的强度比为0.5～1.5，101峰/001峰的半峰宽比值为0.4～0.7。


2.根据权利要求1所述的复合多元材料前驱体，其特征在于，
所述复合多元材料前驱体由内到外包括疏松内核、任选的过渡层以及致密外壳层，ρ(致密外壳层)＞ρ(过渡层)＞ρ(疏松内核)；
优选地，所述疏松内核的直径为10μm以下，所述过渡层的厚度为0～5μm，所述致密外壳层的厚度为0.5～10μm；
优选地，所述疏松内核、过渡层和致密外壳层的真密度各自呈等差梯度变化，且等差值各自独立地为0.1～0.5g/0.2μm；
优选地，所述疏松内核的真密度为3.5g/cm3以下，所述过渡层的真密度为2.0～4.2g/cm3，所述致密外壳层的真密度为2.5g/cm3以上；
优选地，所述疏松内核的孔隙直径为0.1～10μm，所述过渡层的孔隙直径为0.2～10μm，所述致密外壳层的孔隙直径为0.1～5μm。


3.根据权利要求1所述的复合多元材料前驱体，其特征在于，所述复合多元材料前驱体的内外结构均匀一致，整体呈疏松多孔结构，且所述复合多元材料前驱体的孔隙直径为0.1～10μm，孔隙率为10～80％，振实密度为2.5g/cm3以下。


4.根据权利要求1所述的复合多元材料前驱体，其特征在于，所述复合多元材料前驱体中的金属元素选自镍、钴、锰、铝、锆、钨、镁、锶、钇和钛中的至少两种。


5.权利要求1～4中任意一项所述的复合多元材料前驱体的制备方法，其特征在于，该方法包括：将金属单质和/或金属氧化物、氧化剂、水连续加入放置有导电金属盐溶液和任选的含氨溶液的反应釜中并...

【专利技术属性】
技术研发人员：马跃飞，李权，余康杰，洪礼训，
申请(专利权)人：厦门厦钨新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35