正极活性材料前驱体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种正极活性材料前驱体及其制备方法和应用，涉及二次电池技术领域。正极活性材料前驱体包括内核以及包覆于内核表面的外壳；其中，内核的孔隙率大于外壳的孔隙率；内核的平均直径为d1，正极活性材料前驱体的D50粒度为d，满足：d1/d×100％＝30％～70％，且d为10～18μm。将上述大颗粒前驱体用于制备单晶正极材料时，可显著降低烧结温度，节省生产成本，同时可减少锂镍混排等晶体结构缺陷，使得单晶正极材料具有优异的容量以及循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二次电池，具体涉及一种正极活性材料前驱体及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池由于具有快速充放电性能、环保可回收性而被广泛应用于3c数码产品、电动工具、电动车以及储能等领域。正极材料是电池的重要组成之一，正极材料的结构和性能对正极材料的性能有着至关重要的作用。

2、目前，正极材料包括单晶颗粒和多晶颗粒，其中，多晶颗粒以微米级别的团聚体形成，团聚体内存在大量晶界，在电池的充放电过程中，由于各向异性的晶格变化，容易出现晶界开裂，导致二次颗粒发生破碎，副反应快速增加，阻抗上升，性能快速下降。而单晶颗粒可以减少晶界，减少副反应的发生，还能够提高压实密度，从而提高能量密度，且单晶颗粒具备较高的机械强度和结构稳定性，有助于提高电池的循环性能。

3、现阶段，大多通过对中小颗粒前驱体进行烧结处理以制得单晶正极材料，例如专利文献cn15924988a、cn115893522a，主要针对2～8μm的中小颗粒前驱体的制备，利用2～8μm的中小颗粒前驱体烧结成单晶形貌。然而，针对制备单晶正极材料的大颗粒前驱体研究较少，这是因为，烧结成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种正极活性材料前驱体，其特征在于，所述正极活性材料前驱体包括内核以及包覆于所述内核表面的外壳；其中，所述内核的孔隙率大于所述外壳的孔隙率；所述内核的平均直径为d1，所述正极活性材料前驱体的D50粒度为d，满足：d1/d×100％＝30％～70％，且d为10～18μm。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料前驱体，其特征在于，所述内核的孔隙率为16％～20％；和/或，所述内核具有大孔和中孔，所述大孔的数量占比为75％以上；优选地，所述大孔的数量占比为75％～85％，所述中孔的数量占比为15％～25％，其中，大孔的孔径≥50nm，2nm≤中孔的孔径＜50nm。

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【技术特征摘要】

1.一种正极活性材料前驱体，其特征在于，所述正极活性材料前驱体包括内核以及包覆于所述内核表面的外壳；其中，所述内核的孔隙率大于所述外壳的孔隙率；所述内核的平均直径为d1，所述正极活性材料前驱体的d50粒度为d，满足：d1/d×100％＝30％～70％，且d为10～18μm。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料前驱体，其特征在于，所述内核的孔隙率为16％～20％；和/或，所述内核具有大孔和中孔，所述大孔的数量占比为75％以上；优选地，所述大孔的数量占比为75％～85％，所述中孔的数量占比为15％～25％，其中，大孔的孔径≥50nm，2nm≤中孔的孔径＜50nm。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料前驱体，其特征在于，所述d1为4～10μm；和/或，所述正极活性材料前驱体的比表面积为3～7m2/g。

4.根据权利要求1所述的正极活性材料前驱体，其特征在于，所述正极活性材料前驱体在x射线衍射图谱中具有(001)晶面的衍射峰和(101)晶面的衍射峰，且(001)晶面的衍射峰强度i(001)和(101)晶面的衍射峰强度i(101)满足：i(101)/i(001)＝0.50～0.65；晶粒尺寸d(101)为8～15nm；

5.根据权利要求1所述的正极活性材料前驱体，其特征在于，所述正极活性材料前驱体的化学式包括nixcoymnz(oh)2，其中，x+y+z＝1，且0.4≤x≤0.8，0≤y≤0.4，0≤z≤0.4。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的正极活性材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在惰性气氛下，以纯水、第一碱液和第一络合剂配制反应底液；向所述反应底液中加入金属盐溶液、第二碱液和第二络合剂以形成反应浆料，使所述反应浆料发生共沉淀反应，得到正极活性材料前驱体；其中，在所述共沉淀反应初期，控制所述反应浆料的ph值为a1，氨含量为b1，当产物粒度d50达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：席帅，艾金水，刘阳，霍广鹏，欧阳毅，张克军，
申请(专利权)人：华友新能源科技衢州有限公司，
类型：发明
国别省市：