【技术实现步骤摘要】
本申请涉及正极材料，尤其涉及一种正极材料前驱体及其制备方法、正极材料、锂离子电池和锂电设备。
技术介绍
1、随着新能源行业的持续发展，锂离子电池作为一种新型绿色电池得到了广泛关注和研究。正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其直接影响锂离子电池的容量、循环及安全性能等。其中，三元正极材料作为锂离子电池的常用正极材料，一直是技术核心所在。为保证电池的性能，市面上的三元正极材料前驱体与正极材料产品正在逐步向高镍化、结构稳定化发展。
2、随着镍含量的提高，三元正极材料的比容量逐渐升高，但是其循环性能和安全性能会相应的恶化。
技术实现思路
1、本申请旨在至少改善现有技术中存在的技术问题之一，为此，本申请提供了一种正极材料前驱体及其制备方法、正极材料、锂离子电池和锂电设备。
2、本申请实施例提供一种正极材料前驱体，包括多个二次粒子，所述多个二次粒子包括第一类颗粒和第二类颗粒，所述第一类颗粒的粒径小于所述第二类颗粒的粒径；
3、其中，所述第一类颗粒的数量占比大于所述第二类颗粒的数量占比，所述第一类颗粒的体积占比小于所述第二类颗粒的体积占比。
4、本申请实施例提供的正极材料前驱体在粒径分布测试中粒径呈双峰分布，具有不同粒径大小的第一类颗粒和第二类颗粒，第一类颗粒的粒径小于第二类颗粒的粒径，如图4所示，其中第一类颗粒为第一个峰的颗粒的集合，第二类颗粒为第二个峰的颗粒的集合，其中第一个峰和第二个峰的粒径分界线可以是1.8μm，1.9μm，2.0μm，2
5、由于粒径更小的第一类颗粒的数量占比大于粒径更大的第二类颗粒的数量占比，也即小颗粒数量更多，这样可以增加正极材料与电解液的接触面积，有利于提高比容量；并且，粒径更大的第二类颗粒的体积占比大于粒径更小的第一类颗粒的体积占比，也即大颗粒的体积更大，这样有利于适当提高循环性能。由此，本申请实施例提供的正极材料前驱体可以兼顾比容量和循环性能。
6、在本申请的一些实施例中，所述的正极材料前驱体，所述第一类颗粒的粒径为≤2μm；所述第二类颗粒的粒径为>2μm。
7、在本申请的一些实施例中，所述的正极材料前驱体，所述第一类颗粒的数量占比为≥60％，所述第二类颗粒的体积占比为≥60％；
8、可选地，所述第一类颗粒的数量占比为91％-99％；
9、可选地，所述第二类颗粒的数量占比为1％-9％；
10、可选地，所述第二类颗粒还包括a类颗粒和b类颗粒，所述a类颗粒的粒径为>2μm且<10μm；所述b类颗粒的粒径≥10μm；
11、可选地，所述a类颗粒的数量占比为1％-8.99％；
12、可选地，所述b类颗粒的数量占比为0.01％-0.1％。
13、在本申请的一些实施例中，所述正极材料前驱体满足以下a-j中的至少一个条件：
14、a.所述二次粒子的粒径分布span值为0.70-1.60；
15、b.所述二次粒子的平均粒径d50为8.4-11.0μm；
16、c.所述二次粒子的比表面积为8-15m2/g；
17、d.所述二次粒子的振实密度为1.8-2.1g/cm3；
18、e.所述二次粒子的(101)晶面的特征峰与(001)晶面的特征峰的峰强比i101/i001为1.0-1.2；
19、f.所述正极材料前驱体满足以下关系式：
20、y＝-ax2+bx-c
21、其中，x为所述二次粒子的平均粒径d50/μm，y为所述第一类颗粒的数量占比/％；
22、选自0.08-0.09，b选自1.7-1.9，c选自8-9；
23、g.所述二次粒子呈球形或类球形；
24、h.所述二次粒子由多个一次粒子组成，所述一次粒子呈纺锤状或薄片状；
25、i.所述二次粒子由多个一次粒子组成，所述一次粒子的长厚比为3-10，可选6-7；
26、j.所述二次粒子由多个一次粒子组成，所述一次粒子的厚度为1.0-10.0nm，可选2.0-8.0nm。
27、在本申请的一些实施例中，所述正极材料前驱体的化学通式为nixcoymnzma(oh)2，其中，0.5≤x<1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5，m包括al、ti、y、zr、w、mg、ca、ce、nb、b和zn中一种或多种，0≤a≤0.05；可选地，0.8≤x<1，0≤y≤0.2，0≤z≤0.2，m包括al、ti、y、zr、w、mg、ca、ce、nb、b和zn中一种或多种，0≤a≤0.05；可选地，所述正极材料前驱体为层状氢氧化物。
28、本申请另一实施例提供一种正极材料前驱体的制备方法，包括以下步骤：
29、将沉淀剂和络合剂混合配制第一底液，并向所述第一底液中继续加入沉淀剂和络合剂以及金属盐溶液进行第一反应得到晶种；
30、取所述晶种与沉淀剂和络合剂混合配制第二底液，并向所述第二底液中继续加入沉淀剂、络合剂、金属盐溶液以及所述晶种进行第二反应得到反应产物；
31、将所述反应产物进行后处理后得到正极材料前驱体。
32、在本申请的一些实施例中，所述制备方法满足以下(1)-(10)中的至少一个条件：
33、(1)所述金属盐包括镍、钴和/或锰的可溶性盐；
34、可选地，所述可溶性盐包括硝酸盐、氯化盐和硫酸盐中的至少一种；
35、可选地，所述金属盐溶液的金属离子总浓度为1.0-2.0mol/l；
36、(2)在所述第一反应和所述第二反应过程中，所述金属盐溶液的加入流量为反应容器可用容积的4.0％/h-7.5％/h；
37、(3)所述络合剂包括氨水，所述第一反应过程的氨浓度为3.5-4.5g/l；
38、(4)所述第二反应过程的氨浓度为4.5-5.5g/l；
39、(5)所述第一底液的ph值为11.50-12.00；
40、(6)所述第一反应的反应体系ph值为11.65-11.95；
41、(7)所述第二底液的ph值为10.40-10.90；
42、(8)所述第二反应的反应体系ph值为10.3-10.7；
43、(9)所述第一反应和所述第二反应的反应温度为50-80℃；
44、(10)所述第一反应和所述第二反应均在搅拌状态下进行，且搅拌转速为100-200r/min。
45、本申请另一实施例提供一种正极材料，由以上所述的正极材料前驱体制备得到。
46、本申请另一实施例提供一种锂离子电池，由以上所述的正极材料制备得到。
47、本申请另一实施例提供一种锂电设备，由以上所述的锂离子电池制备得到。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极材料前驱体，其特征在于，包括多个二次粒子，所述多个二次粒子包括第一类颗粒和第二类颗粒，所述第一类颗粒的粒径小于所述第二类颗粒的粒径；
2.根据权利要求1所述的正极材料前驱体，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的正极材料前驱体，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的正极材料前驱体，其特征在于，
5.根据权利要求1或2所述的正极材料前驱体，其特征在于，
6.一种正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足以下(1)-(10)中的至少一个条件：
8.一种正极材料，其特征在于，由权利要求1至5任一项所述的正极材料前驱体制备得到。
9.一种锂离子电池，其特征在于，由权利要求8所述的正极材料制备得到。
10.一种锂电设备，其特征在于，由权利要求9所述的锂离子电池制备得到。
【技术特征摘要】
1.一种正极材料前驱体，其特征在于，包括多个二次粒子，所述多个二次粒子包括第一类颗粒和第二类颗粒，所述第一类颗粒的粒径小于所述第二类颗粒的粒径；
2.根据权利要求1所述的正极材料前驱体，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的正极材料前驱体，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的正极材料前驱体，其特征在于，
5.根据权利要求1或2所述的正极材料前驱体，其特征在于，
6.一种正...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛伟，訚硕，王一乔，谭仕荣，曹蔚，
申请(专利权)人：中伟新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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