[发明专利]一种正极材料前驱体及其制备方法、正极材料和电池

权利要求书

1.一种正极材料前驱体，其特征在于，包括核心和用于包覆核心的包覆层，所述包覆层的层数n≥3；所述包覆层包括第1包覆层、第2包覆层……第1+m包覆层，其中，m为正整数，1+m≤n，任意相邻两层中序号为奇数的包覆层中的一次颗粒的粒径大于等于序号为偶数的包覆层中的一次颗粒的粒径；所述第1包覆层与所述核心接触，所述核心中的一次颗粒的粒径小于所述第1包覆层中的一次颗粒的粒径；所述核心和包覆层含有金属氢氧化物，所述金属氢氧化物为Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂，其中，0.5≤x≤0.9，0.1≤y≤0.2。

2.根据权利要求1所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述包覆层包括第1包覆层、第2包覆层和第3包覆层，所述第1包覆层、第2包覆层和第3包覆层依次包覆所述核心，所述第1包覆层与所述核心接触；所述核心中的一次颗粒的粒径为0.05-0.2微米，所述第1包覆层中的一次颗粒的粒径为0.4-1.5微米，所述第2包覆层中的一次颗粒的粒径为0.05-0.2微米，所述第3包覆层中的一次颗粒的粒径为0.2-1.1微米。

3.根据权利要求1所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述包覆层包括第1包覆层、第2包覆层、第3包覆层、第4包覆层和第5包覆层，所述第1包覆层、第2包覆层、第3包覆层、第4包覆层和第5包覆层依次包覆所述核心，所述第1包覆层与所述核心接触；所述核心中的一次颗粒的粒径为0.05-0.2微米，所述第1包覆层中的一次颗粒的粒径为0.6-1.5微米，所述第2包覆层中的一次颗粒的粒径为0.05-0.2微米，所述第3包覆层中的一次颗粒的粒径为0.3-1微米，所述第4包覆层中的一次颗粒的粒径为0.05-0.2微米，所述第5包覆层中的一次颗粒的粒径为0.4-2微米。

4.根据权利要求1所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述正极材料前驱体的平均粒径为3-18微米。

5.根据权利要求2或4所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述核心的直径为0.5-2微米，所述第1包覆层的厚度为0.4-1.5微米，所述第2包覆层的厚度为0.2-1.1微米，所述第3包覆层的厚度为0.2-1.1微米。

6. 根据权利要求3或4所述的正极材料前驱体，其特征在于，所述核心的直径为0.5-2微米，所述第1包覆层的厚度为0.6-1.5微米，所述第2包覆层的厚度为0.2-0.5微米，所述第3包覆层的厚度为0.3-1微米，所述第4包覆层的厚度为0.3-0.7微米，所述第5包覆层的厚度为0.3-1.1微米。

7. 一种正极材料前驱体的制备方法，其特征在于， 方法包括

1）将镍盐、钴盐和锰盐以x:y:1-x-y的摩尔比混合，得到总浓度为1-3mol/L的混合盐溶液；配制浓度为4-13mol/L的氨水溶液；配制浓度为2-8mol/L的氢氧化钠溶液；

2）在反应容器中加入水作为反应底液，在恒定温度为45-60℃的条件下，将1）中的氨水溶液和氢氧化钠溶液滴加到水中，搅拌，得到pH为12-13，氨浓度为0.3-0.8mol/L的反应底液；

3）将1）中的混合盐溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液连续加入到反应容器中，搅拌；第一反应阶段，调节氨浓度为0.3-0.8mol/L，pH为12-13，温度为45-60℃，反应时间为1-15小时；第二反应阶段，调节氨浓度为0.3-0.8mol/L，pH为11-12，温度为45-60℃，反应时间为1-30小时；重复第一反应阶段和第二反应阶段；依此顺序，所述每次第一反应阶段中反应的时间相同或不同；所述每次第二反应阶段中反应的时间相同或不同；

5）陈化，分离并洗涤反应物得到金属氢氧化物Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂，其中，0.5≤x≤0.9，0.1≤y≤0.2。