[发明专利]核壳结构NCA正极材料前驱体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种核壳结构NCA正极材料前驱体，其特征在于，所述前驱体为球形或类球形颗粒，由外壳和内核组成，所述外壳的化学通式为Ni_aCo_bAl_c(OH)_2+c，其中，a+b+c＝1，且0.45≤a≤0.55，0.15≤b≤0.25，0.25≤c≤0.35；所述内核的化学通式为Ni_xCo_yAl_z(CO₃)_1-z(OH)_3z，其中，x+y+z＝1，且0.85≤x≤0.98，0＜y≤0.15，0＜z≤0.15，所述内核具有多孔结构，其孔隙率为15％-45％。

2.根据权利要求1所述的核壳结构NCA正极材料前驱体，其特征在于，所述前驱体的粒径D50为5.0-15.0μm，其中所述内核的D50为2.0-5.0μm。

3.权利要求1或2所述的核壳结构NCA正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：向第一镍钴铝混合溶液中加入可溶性钡盐，得到混合金属溶液，将所述混合金属溶液与尿素混合，进行水热反应；其中，所述第一镍钴铝混合溶液中镍、钴、铝的摩尔比为x：y：z；

S2：步骤S1反应结束后，向反应物料通入二氧化碳继续反应，并控制压力为3-5.0MPa，反应结束后固液分离，得到所述内核；

S3：先向底液中加入所述内核，再并流加入第二镍钴铝混合溶液、氢氧化钠溶液和氨水进行反应，当反应物料中的颗粒粒径达到目标值，固液分离即得所述前驱体；其中，所述底液为氢氧化钠和氨水的混合液，所述第二镍钴铝混合溶液中镍、钴、铝的摩尔比为a：b：c。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一镍钴铝混合溶液中金属离子总浓度为0.1-1.0mol/L。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合金属溶液中钡与镍钴铝总的摩尔比为(5-15):100。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，加入所述尿素后尿素在溶液中的浓度为2.0-5.0mol/L。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述水热反应的温度为100-180℃，反应的时间为1-4h。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述继续反应的温度为60-80℃，反应的时间为24-48h。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述第二镍钴铝混合溶液中金属离子总浓度为1.0-2.0mol/L。

10.如权利要求1或2所述的核壳结构NCA正极材料前驱体在锂离子电池中的应用。