【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池材料领域，尤其涉及一种富锰氢氧化物及其制备方法、正极材料、锂离子电池和涉电设备。
技术介绍
1、富锂锰基材料凭借高克容量及低成本可应用于新能源汽车、小动力、储能、数码等多个领域。上游钴、镍等资源价格高昂，低钴、低镍、富锰材料等降成本的新型正极材料应用成为行业迫切需求。
2、富锰前驱体二次颗粒的形貌如结构和孔隙率等指标能大幅影响正极材料的电化学性能，因此，对富锰前驱体的形貌如结构和孔隙率进行合理的设计以提升正极材料的电化学性能是必要的。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种富锰氢氧化物及其制备方法、正极材料、锂离子电池和涉电设备，以解决上述问题。
2、为实现以上目的，本申请第一方面提供一种富锰氢氧化物，包括内层和外层，所述内层包括一次颗粒簇a和一次颗粒簇b，所述一次颗粒簇b的平均宽度＞所述一次颗粒簇a的平均宽度，所述外层包括一次颗粒c，所述一次颗粒c呈片状，所述内层的孔隙率＞所述外层的孔隙率。
3、可选地，所述富锰氢氧化物满足以下条件中的至少一个：
4、a.所述内层的孔隙率为19％-32％；可选地，所述内层的孔隙率为19％-28％；
5、b.所述外层的孔隙率为6％-18％；可选地，所述外层的孔隙率为9％-18％；
6、c.所述富锰氢氧化物的总孔隙率为9％-23％；可选地，所述富锰氢氧化物的总孔隙率为11％-20％；
7、d.所述内层的半径与所述外层的厚度的比值为(0.5-1.
8、e.所述内层的半径为2.0-3.5μm；
9、f.所述外层的半径为1.5-3.0μm；
10、g.所述内层的一次颗粒簇a呈条状；
11、h.所述内层的一次颗粒簇b呈板状；
12、i.所述内层的一次颗粒簇b的平均宽度≥120nm；可选地，所述内层的一次颗粒簇b的平均宽度为120nm-770nm；
13、j.所述内层的一次颗粒簇b的平均长度为300nm-2200nm；可选地，所述内层的一次颗粒簇b的平均长度为700nm-2200nm；
14、k.所述外层由一次颗粒c组成；
15、l.所述内层由一次颗粒簇a、一次颗粒簇b组成。
16、可选地，所述的富锰氢氧化物的二次颗粒的表面包括一次颗粒c1，满足以下条件中的至少一个：
17、a.所述一次颗粒c1的平均长度为100nm-300nm；可选地，所述一次颗粒c1的平均长度为130nm-250nm；
18、b.所述一次颗粒c1的平均宽度为10nm-45nm；可选地，所述一次颗粒c1的平均宽度为10nm-35nm；
19、c.所述一次颗粒c1的平均长宽比为(5-13)：1；可选地，所述一次颗粒c1的平均长宽比为(7.0-11.1)：1。
20、可选地，所述富锰氢氧化物的x射线衍射图谱中，
21、在衍射角2θ为18.0°-20.0°范围内的衍射峰为(001)衍射峰；
22、在衍射角2θ为32.2°-34.2°范围内的衍射峰为(100)衍射峰；
23、在衍射角2θ为37.5°-39.5°范围内的衍射峰为(101)衍射峰；
24、满足以下条件中的至少一个：
25、a.所述富锰氢氧化物的平均晶粒尺寸为其中，d(001)为所述富锰氢氧化物在(001)晶面的晶粒尺寸，d(100)为所述富锰氢氧化物在(100)晶面的晶粒尺寸，d(101)为所述富锰氢氧化物在(101)晶面的晶粒尺寸；
26、b.所述富锰氢氧化物的x射线衍射图谱中，所述富锰氢氧化物在(101)面的峰强i(101)与在(001)面的峰强i(001)的峰强比i(101)/i(001)为0.80-1.04；
27、c.所述富锰氢氧化物的平均粒径d50为7μm-20μm。
28、可选地，所述富锰氢氧化物满足以下条件中的至少一个：
29、a.所述富锰氢氧化物的平均孔径为15nm-25nm；
30、b.所述富锰氢氧化物的平均粒径d50为8μm-15μm；
31、c.所述富锰氢氧化物的粒径分布span为0.2-0.6；
32、d.所述富锰氢氧化物的比表面积bet为25m2/g-38m2/g；
33、e.所述富锰氢氧化物的振实密度td为1.5g/m3-1.9g/m3；
34、f.所述富锰氢氧化物在73.8mpa下的颗粒破裂度＜5％；
35、g.所述富锰氢氧化物中锰含量与总金属含量的比值≥50mol％；可选地，所述富锰氢氧化物的化学式为nixcoymnzmt(oh)2，其中，0≤x<0.5，0≤y＜0.5，0.5≤z≤1，0≤t≤0.1，x+y+z+t＝1，m为al、ti、zr、mo、cr、w、b、mg、ba、nb与sr中的至少一种。
36、本申请第二方面提供一种所述富锰氢氧化物的制备方法，包括：
37、搅拌下，将混合金属盐溶液、络合剂、沉淀剂、含氧气氛并流通入底液中进行反应得到所述富锰氢氧化物；
38、其中，混合金属盐溶液包括锰盐，且还包括镍盐、钴盐中的至少一种；
39、控制反应过程中混合金属盐溶液、络合剂、沉淀剂和含氧气氛的进料流量反应一段时间后，再按比例增大混合金属盐溶液、络合剂、沉淀剂和含氧气氛的进料流量后继续反应一段时间。
40、可选地，所述富锰氢氧化物的制备方法满足以下条件中的至少一个：
41、(1)所述沉淀剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种；
42、(2)所述沉淀剂的质量分数为20％-40％；
43、(3)所述络合剂包括氨水；
44、(4)所述络合剂的质量分数为10％-30％；
45、(5)所述混合金属盐溶液中各金属离子摩尔浓度之和为1mol/l-5mol/l；
46、(6)所述底液中[oh-]浓度为1×10-4mol/l-5×10-4mol/l；
47、(7)所述底液升温至35℃-55℃；
48、(8)所述含氧气氛为空气和/或氧气；
49、(9)所述混合金属盐溶液、所述沉淀剂、所述络合剂和所述空气的进料进料流量比为1：(0.25-0.50)：(0.020-0.050)：(10-80)；
50、(10)控制反应过程中所述混合金属盐溶液的进料流量为所述反应釜体积的0.5％/h-1.5％/h直至物料粒径d50为4μm-7μm，然后控制所述混合金属盐溶液的进料流量为所述反应釜体积的8％/h-12％/h直至所述物料粒径d50为7μm-15μm；
51、(11)控制所述反应的ph值维持在8.5-10.5，可选为9.7-10.1；
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【技术保护点】
1.一种富锰氢氧化物，其特征在于，包括内层和外层，所述内层包括一次颗粒簇A和一次颗粒簇B，所述一次颗粒簇B的平均宽度＞所述一次颗粒簇A的平均宽度，所述外层包括一次颗粒C，所述一次颗粒C呈片状，所述内层的孔隙率＞所述外层的孔隙率。
2.根据权利要求1所述的富锰氢氧化物，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
3.根据权利要求1所述的富锰氢氧化物，其特征在于，所述的富锰氢氧化物的二次颗粒的表面包括一次颗粒C1，满足以下条件中的至少一个：
4.根据权利要求1所述的富锰氢氧化物，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
5.根据权利要求1-4任一项所述的富锰氢氧化物，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
6.一种权利要求1-5任一项所述的富锰氢氧化物的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的富锰氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述底液为水、沉淀剂、络合剂的混合物，并满足以下条件中的至少一个：
8.一种正极材料，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的富锰氢氧化物与锂源混合烧结得到。
<...【技术特征摘要】
1.一种富锰氢氧化物，其特征在于，包括内层和外层，所述内层包括一次颗粒簇a和一次颗粒簇b，所述一次颗粒簇b的平均宽度＞所述一次颗粒簇a的平均宽度，所述外层包括一次颗粒c，所述一次颗粒c呈片状，所述内层的孔隙率＞所述外层的孔隙率。
2.根据权利要求1所述的富锰氢氧化物，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
3.根据权利要求1所述的富锰氢氧化物，其特征在于，所述的富锰氢氧化物的二次颗粒的表面包括一次颗粒c1，满足以下条件中的至少一个：
4.根据权利要求1所述的富锰氢氧化物，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪友志，翁毅，王灯，周正，张雯颖，訚硕，袁国和，王一乔，
申请(专利权)人：湖南中伟新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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