[发明专利]一种球形表面密实镍钴铝三元材料、其前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种球形表面密实镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按摩尔比Ni/Co/Al为80:15:5称取可溶性镍源、钴源和铝源化合物，并将镍源、钴源和铝源化合物溶解在去离子水中配制成一定浓度的溶液；

2）反应体系温度控制在25～85 ℃下，将配制好的溶液与络合剂混合均匀后，将此溶液与沉淀剂并流进入处于搅拌状态下的含有打底液的反应釜中，同时加入添加剂进行反应，得到镍钴铝三元材料前驱体料浆；所述的打底液为苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、木质素磺酸钠、氨基磺酸和烷基苯磺酸钠中的一种或多种；所述的添加剂为柠檬酸、葡萄糖、SIMULSOLSL 8、木质素磺酸钠和木质素磺酸钙中的一种或多种；所述的打底液的添加量为反应液总重的0.01%-0.05%，所述添加剂的用量为样品总量的0.2～5 %；

3）将所得镍钴铝三元材料前驱体料浆经水洗、过滤、再浆和喷雾干燥处理，即得到球形、表面密实的镍钴铝三元材料前驱体Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂产品。

2.根据权利要求1所述的一种球形表面密实镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述反应釜中的pH值控制在8～12，待反应体系pH值稳定后，继续反应6～24 h。

3.根据权利要求1所述的一种球形表面密实镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中去离子水、镍源、钴源和铝源的重量配比为100：（10～60）：（2～15）：（1～2）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种球形表面密实镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述的络合剂为氨水、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵中的一种或多种，添加络合剂后溶液中Ni、Co、Al金属离子摩尔之和与NH₄⁺的摩尔数之比为0.8~2.0；所述的沉淀剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锌和氢氧化铝溶液中的一种或多种，且沉淀剂的浓度为2.5～6 mol/L。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种球形表面密实镍钴铝三元材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述的可溶性镍源化合物为硫酸镍、二氯化镍、硝酸镍中的一种或多种，可溶性钴源化合物为硝酸钴、硫酸钴、草酸钴、二氯化钴中的一种或多种，可溶性铝源化合物为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、四羟基合铝酸钠、偏铝酸钠中的一种或多种，且步骤1）中所得溶液中镍的浓度为25～150 g/L，钴的浓度为5～25 g/L，铝的浓度为2～8 g/L。

6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的方法制备得到的球形表面密实镍钴铝三元材料前驱体，其特征在于：该镍钴铝三元材料前驱体为规则的球形或类球形的密实颗粒结构，其粒度D50在8～12 µm，比表面积不大于10 m²/g。

7.一种球形表面密实镍钴铝三元材料，其特征在于：该三元材料由权利要求1-5中任一项制备所得镍钴铝三元材料前驱体与锂化合物合成得到，且所得镍钴铝酸锂产品在电压范围2.7～4.2 V，1C高倍率放电情况下经500次循环放电的比容量保持率高达90 %左右。

8.一种二次电池，其特征在于：该二次电池包括由权利要求7所述的镍钴铝三元材料制作而成的正极。