[发明专利]一种锂电池用多生共团聚前驱体的制备方法及前驱体

权利要求书

1.一种锂电池用多生共团聚前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）配制反应底液：将碱液、络合剂和纯水加入反应釜A，持续通入氧气和氮气的混合气体4-10小时，配置成高pH值、低氨浓度和微氧含量的反应底液；

2）造籽阶段：用计量泵将金属盐溶液、碱液和络合剂加入到反应底液中，采用高pH值、低氨浓度、高搅拌速率的反应条件，并持续通入氧气和氮气的混合气体，快速生成大量1-1.5µm的单个微小颗粒；

3）可控团聚阶段：将浆料从反应釜A导入反应釜B，向反应釜B通入高纯氮气0.5-2h除去氧，用计量泵将金属盐溶液，碱液和络合剂加入反应釜B，采用低pH值、高氨浓度、低搅拌速率的反应条件，并持续通入高纯氮气，实现3-6个小颗粒间的可控团聚；

4）生长阶段：将浆料从反应釜B导入反应釜A，持续向反应釜A通入高纯氮气，用计量泵将金属盐溶液，碱液和络合剂加入反应釜A，采用低pH值、低氨浓度、中搅拌速率实现二次团聚颗粒的生长，至目标粒径后，离心、洗涤、干燥得到前驱体产品；

所述络合剂选自氨水、尿素、乙酸铵、硫酸铵、碳酸铵、氯化铵、硝酸铵中的至少任一种；

所述pH值范围：9.5≤低pH值＜11.0，11.0≤高pH值≤12.0；所述氨浓度范围：0.35mol/L≤高氨浓度≤0.6mol/L，0.1mol/L≤低氨浓度＜0.35mol/L；所述搅拌速率范围为：600≤高搅拌速率≤800rpm，400≤中搅拌速率＜600rpm，100≤低搅拌速率＜400rpm；所述氧气和氮气的混合气体中，氧气体积占比为5%-10%，所述高纯氮气纯度＞99.9%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中D50达到2μm后停止进料，将浆料从反应釜A导入反应釜B中。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中D50达到2.8μm后停止进料，将浆料从反应釜B导入反应釜A中。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中目标粒径为3.7μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱液中的碱选自NaOH或KOH中的任一种；所述金属盐溶液为镍、钴、锰的水溶性盐。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱液中的碱为NaOH；所述络合剂为氨水；所述金属盐溶液为镍、钴、锰的硫酸盐。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应釜A中搅拌桨桨叶长度与釜体直径比为0.4-0.5，为双层桨叶。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述反应釜B中搅拌桨桨叶长度与釜体直径比为0.3-0.4，为单层桨叶。

9.权利要求1~8任一项制备方法制得的前驱体，其特征在于，所述前驱体是由3-6个小颗粒团聚形成的类椭球形团聚体大颗粒，分子式为Ni_xCo_yMn_z(OH)₂，其中0.33≤x≤0.9，0.05≤y≤0.33，0.05≤z≤0.33，且x+y+z=1。

10.根据权利要求9所述的前驱体，其特征在于，所述由3-6个小颗粒团聚形成的类球形大颗粒中每个小颗粒的直径为1.5-2μm。

11.根据权利要求9所述的前驱体，其特征在于，所述前驱体的粒度体积分布D50为3-5μm。

12.根据权利要求11所述的前驱体，其特征在于，所述前驱体晶粒尺寸D100=20-35Å，D101=20-30Å，D001=5-15Å，I101/I001为0.3-0.5。

13.根据权利要求9~12任一项所述的前驱体，其特征在于，所述类椭球形团聚体大颗粒的长轴为a，短轴为b，且长轴a/短轴b＞1.5。