[发明专利]掺杂有铝的β-氢氧化镍

权利要求书

1.一种掺杂有Al离子的β-氢氧化镍(II)，其中所述Al离子均匀分布在所述β-氢氧化镍(II)的晶格中，其中所述β-氢氧化镍(II)包括由具有通过X射线衍射测定的或更小的初级晶粒尺寸的球形团聚初级晶粒构成的次级粒子，并且其中所述次级粒子具有介于2μm和20μm之间的颗粒尺寸。

2.根据权利要求1所述的β-氢氧化镍(II)，其还掺杂有Co离子。

3.根据权利要求1所述的β-氢氧化镍(II)，其具有小于的晶粒尺寸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的β-氢氧化镍(II)，其中β-氢氧化镍(II)前体粒子具有大于0.8的形状因数，所述形状因数是通过对粒子周长U的评估、粒子表面积A的评估以及对来源于相应尺寸的直径的测定来确定的，根据以下公式，粒子的形状因数f来源于粒子周长U和粒子表面积A：

5.根据权利要求1至3中任一项所述的β-氢氧化镍(II)，其中所述初级晶粒具有大于0.8的形状因数，所述形状因数是通过对粒子周长U的评估、粒子表面积A的评估以及对来源于相应尺寸的直径的测定来确定的，根据以下公式，粒子的形状因数f来源于粒子周长U和粒子表面积A：

6.根据权利要求1至3中任一项所述的β-氢氧化镍(II)，其中所述β-氢氧化镍(II)中的Al离子的含量为1.5mol％至10mol％。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的β-氢氧化镍(II)，其具有根据ASTM B 527测定的至少1.8g/cm³的振实密度。

8.根据权利要求2所述的β-氢氧化镍(II)，其中Co的含量介于5mol％和20mol％之间。

9.根据权利要求6所述的β-氢氧化镍(II)，其中所述β-氢氧化镍(II)除了Al离子之外不含另外的掺杂物质，或者除了Al离子之外还具有另外的掺杂物质，所述另外的掺杂物质相对于粉末的总重量的浓度为0.1mol％至30mol％。

10.一种用于使用沉淀法制备根据权利要求1至9中任一项所述的β-氢氧化镍(II)的方法，其中使用铝酸盐作为Al离子源。

11.根据权利要求10所述的方法，包括以下步骤：

a)在存在水的情况下制备由Na₂SO₄、NaOH和NH₃形成的溶液；

b)将铝酸盐和镍化合物添加到得自步骤a)的混合物中，形成掺杂有Al离子的β-氢氧化镍(II)；以及

c)分离所获得的β-氢氧化镍(II)。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述铝酸盐以碱性溶液的形式添加。

13.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤b)中，所述镍化合物为硫酸镍/硫酸钴溶液，从而在步骤c)中获得根据权利要求2所述的掺杂有Co和Al离子的β-氢氧化镍(II)。

14.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述方法包括用氢氧化钠进行的附加调节步骤，以降低所获得的β-氢氧化镍(II)的硫酸盐含量。

15.根据权利要求1至9中任一项所述的掺杂有Al离子的β-氢氧化镍(II)作为用于制备用作锂离子蓄电池的阴极材料的锂镍钴铝氧化物时或用于制备雷尼镍时的前体的用途。

16.一种用于制备锂镍钴铝氧化物的方法，包括以下步骤：

a)根据权利要求13所述制备掺杂有Al和Co离子的β-氢氧化镍(II)；

b)将所述β-氢氧化镍(II)与氢氧化锂混合；

c)在介于700℃和850℃之间的温度下，在含氧气氛中处理得自步骤b)的混合物，以获得锂镍钴铝氧化物。