CN110061208B - 锂电池正极活性材料前驱体及其制备方法、锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开锂电池正极活性材料前驱体及其制备方法、锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池。其中，制备锂电池正极活性材料前驱体的方法包括：向反应底液中加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂进行合成反应，得到混合浆料；在合成反应进行的过程中，从混合浆料中获取试样；检测试样中的游离镍浓度和游离氨浓度，当游离镍浓度和游离氨浓度达到预定范围时，对混合浆料进行固液分离，得到固相产物；对固相产物进行后处理，得到锂电池正极活性材料前驱体。该制备锂电池正极活性材料的方法通过检测和控制反应混合浆料中游离镍和游离氨的浓度，可以制备得到高品质的锂电池正极活性材料前驱体。

Description

锂电池正极活性材料前驱体及其制备方法、锂电池正极活性 材料及其制备方法和锂电池

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体而言，本发明涉及锂电池正极活性材料前驱体及其制备方法、锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、安全性能好、循环寿命长以及自放电低等优点受到人们的广泛关注。自1990年日本SONY能源技术公司使锂离子二次电池成功商品化后，现已广泛应用于移动电话、笔记本电脑和仪器仪表等诸多便携式电子仪器设备中，同时，在电动汽车、电动工具和储能调峰电站等领域也具有很好的应用前景。

目前商业化的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、尖晶石锰酸锂、磷酸铁锂等，由于其在使用过程中发现各种各样的问题，所以最近几年研发三元材料成为一大重点，锂离子正极材料中的镍钴锰三元锂离子正极材料发展十分迅猛，正是镍钴锰的协同效应，镍钴锰三元锂离子电池正极材料综合了LiNiO₂、LiCoO₂、LiMn₂O₄三种层状结构材料的优点，具有高比容量、成本较低、循环性能稳定、安全性能较好等特点，被认为是较好取代LiCoO₂的正极材料。而目前的技术中锂离子二次电池镍钴锰三元正极材料存在生产成本高、颗粒尺寸大、粒度分布宽和颗粒团聚现象以及首次不可逆容量较大等缺陷。

三元正极材料性能的好坏主要取决于三元正极材料前驱体的质量。目前，国内厂家生产的三元正极材料前驱体杂质含量普遍偏高，尤其是影响电池安全性能的Fe、Cr、Cu和Zn等杂质含量偏高，这些杂质金属会在电池充放电过程中溶出，迁移到负极并析出形成枝晶，这些杂质金属枝晶会刺穿隔膜造成电池微短路，导致电芯温度升高，恶化电池电化学性能，甚至造成电池热失控，最终导致电池燃烧***。然而，现有的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出锂电池正极活性材料前驱体及其制备方法、锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池。其中，制备锂电池正极活性材料的方法通过检测和控制反应混合浆料中游离镍和游离氨的浓度，可以制备得到高品质的锂电池正极活性材料前驱体。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备锂电池正极活性材料前驱体的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)向反应底液中加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂进行合成反应，得到混合浆料；在所述合成反应进行的过程中，从所述混合浆料中获取试样；(2)检测所述试样中的游离镍浓度和游离氨浓度，当所述游离镍浓度和所述游离氨浓度达到预定范围时，对所述混合浆料进行固液分离，得到固相产物；(3)对所述固相产物进行后处理，得到所述锂电池正极活性材料前驱体。

根据本发明实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法，通过从镍钴盐溶液、铝盐、沉淀剂和络合剂的混合浆料中取样检测，可以根据反应浆料中游离镍和游离氨含量来间接地判断正极活性材料前驱体产品的粒度、振实密度等参数。发明人发现，在前驱体合成反应中，通过调节向反应体系中供给络合剂和沉淀剂的流量，可以调节反应混合浆料中游离镍和游离氨的含量，进而可以控制正极活性材料前驱体的粒度生长。由此，在正极活性材料前驱体的合成反应中，通过控制络合剂和沉淀剂的流量以使混合浆料试样中游离镍浓度和游离氨浓度达到预定范围，即可获得高品质的正极活性材料。

另外，根据本发明上述实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述镍钴盐溶液中，Ni²⁺浓度为1.6～2.0mol/L，Co²⁺浓度为0.3～0.375mol/L。

在本发明的一些实施例中，所述铝盐溶液中AlO₂ ^-浓度为0.3～0.625mol/L。

在本发明的一些实施例中，所述反应底液为氨水与水的混合液，所述反应底液中，所述氨水的体积浓度为1.0％～3.0％，所述氨水中NH₃的质量浓度为25％～28％。

在本发明的一些实施例中，所述反应底液的pH值为11～12。

在本发明的一些实施例中，所述反应底液的温度为50～60℃。

在本发明的一些实施例中，所述沉淀剂为质量浓度为25％～40％的氢氧化钠水溶液。

在本发明的一些实施例中，所述络合剂为质量浓度为15％～25％的氨水。

在本发明的一些实施例中，所述游离镍浓度的预定范围为0～0.1mol/L，所述游离氨浓度的预定范围为11.0～11.5g/L。

在本发明的一些实施例中，在向所述反应底液中加入所述镍钴盐溶液、所述铝盐溶液、所述沉淀剂和所述络合剂的过程中，所述镍钴盐溶液的流速为50～60mL/min，所述铝盐溶液的流速为5～15mL/min，所述沉淀剂的流速为10～12mL/min，所述络合剂的流速为4～5mL/min。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，将所述试样静置分层，然后检测所述试样上清液中的游离镍含量和游离氨含量。

在本发明的一些实施例中，所述后处理包括：对所述固相产物依次进行碱泡、水洗和烘干。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种锂电池正极活性材料前驱体。根据本发明的实施例，该锂电池正极活性材料前驱体是由上述实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法制备得到的。由此，该锂电池正极活性材料前驱体的杂质含量低、粒度适宜、振实密度高，综合性能优秀。

在本发明的再一方面，本发明提出了一种锂电池正极活性材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(a)按照上述实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法制备得到正极活性材料前驱体；(b)将所述正极活性材料前驱体与锂源混合并进行焙烧，得到所述锂电池正极活性材料。由此，通过该方法制备得到的锂电池正极活性材料的杂质含量低、粒度适宜、振实密度高，综合性能优秀。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种锂电池正极活性材料。根据本发明的实施例，该锂电池正极活性材料是由上述实施例的制备锂电池正极活性材料的方法制备得到的。由此，该锂电池正极活性材料的杂质含量低、粒度适宜、振实密度高，综合性能优秀。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种锂电池。根据本发明的实施例，该锂电池包括：正极极片、隔膜、负极极片和电解液；其中，所述正极极片包括正极集流体和形成在所述正极集流体表面的正极材料，所述正极材料包括上述实施例的锂电池正极活性材料。该锂电池通过采用上述实施例的正极活性材料，具有优秀的循环稳定性和可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备锂电池正极活性材料前驱体的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)向反应底液中加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂进行合成反应，得到混合浆料；在合成反应进行的过程中，从混合浆料中获取试样；(2)检测试样中的游离镍浓度和游离氨浓度，当游离镍浓度和游离氨浓度达到预定范围时，对混合浆料进行固液分离，得到固相产物；(3)对固相产物进行后处理，得到锂电池正极活性材料前驱体。

根据本发明实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法，通过从镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂的混合浆料中取样检测，可以根据反应浆料中游离镍和游离氨含量来间接地判断正极活性材料前驱体产品的粒度、振实密度等参数。发明人发现，在前驱体合成反应中，通过调节向反应体系中供给络合剂和沉淀剂的流量，可以调节反应混合浆料中游离镍和游离氨的含量，进而可以控制正极活性材料前驱体的粒度生长。由此，在正极活性材料前驱体的合成反应中，通过控制络合剂和沉淀剂的流量以使混合浆料试样中游离镍浓度和游离氨浓度达到预定范围，即可获得高品质的正极活性材料。

下面参考图1进一步对根据本发明实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：合成反应、取样

该步骤中，向反应底液中加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂进行合成反应，得到混合浆料；在合成反应进行的过程中，从混合浆料中获取试样。根据本发明的具体示例，合成反应可以本领域常见的合成反应釜进行，预先在反应釜内加入反应底液，然后通过不同的进料口分别向反应釜中供给镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂，进行合成反应。

根据本发明的一些实施例，上述镍钴盐溶液可由常见的镍盐、钴盐与水(优选去离子水)混合制备得到。根据本发明的具体示例，镍盐可以为选自硫酸镍、硝酸镍、氯化镍中的至少之一；钴盐可以为选自硫酸钴、硝酸钴、氯化钴中的至少之一。在上述镍钴盐溶液中，Ni²⁺浓度为1.6～2.0mol/L，Co²⁺浓度为0.3～0.375mol/L。由此，镍钴盐中Ni²⁺、Co²⁺浓度适宜，易于通过调节其流量来调节其在反应釜中的浓度，从而获得高品质的正极活性材料前驱体。

根据本发明的一些实施例，铝盐溶液中AlO₂ ^-浓度为0.3～0.625mol/L。根据本发明的一些实施例，本发明方法中所采用的铝盐溶液可按照以下方法配制：将常见的铝盐(例如硫酸铝、氯化铝、硝酸铝等)与适量氢氧化钠和水混合以满足上述浓度要求，然后对所得混合液进行过滤，除去絮状沉淀，得到铝盐溶液。另外，在铝盐溶液配制过程中，应避免溶液发黄。

根据本发明的一些实施例，上述反应底液为氨水与水的混合液，在反应底液中，氨水的体积浓度为1.0％～3.0％，氨水中NH₃的质量浓度为25％～28％。由此，在上述反应底液中，镍钴盐与铝盐反应生成正极活性材料前驱体的杂质含量更低，粒度、振实密度等性能更佳。

根据本发明的一些实施例，上述反应底液的pH值为11～12，优选的，反应底液的pH值为11.30～11.50，具体的，可以在反应底液准备阶段利用氢氧化钠来调节反应底液的pH值至上述范围。由此，在上述反应底液中，镍钴盐与铝盐反应生成正极活性材料前驱体的杂质含量更低，粒度、振实密度等性能更佳。

根据本发明的一些实施例，上述反应底液的温度为55～70℃，优选的，反应底液的温度为60℃。由此，在上述反应底液中，镍钴盐与铝盐反应生成正极活性材料前驱体的杂质含量更低，粒度、振实密度等性能更佳。

根据本发明的一些实施例，上述沉淀剂为质量浓度为25％～40％的氢氧化钠水溶液。由此，沉淀剂不会向反应体系中引入难以去除的杂质离子，且浓度适宜，很容易在合成反应中通过条件沉淀剂的流速来调节反应体系pH值、反应进度等参数，从而进一步降低产品的杂质含量，进一步改善产品的粒度、振实密度等性能。

根据本发明的一些实施例，上述络合剂为质量浓度为15％～25％的氨水。由此，络合剂不会向反应体系中引入难以去除的杂质离子，且浓度适宜，很容易在合成反应中通过条件络合剂的流速来调节反应体系pH值、反应进度等参数，从而进一步降低产品的杂质含量，进一步改善产品的粒度、振实密度等性能。

进一步地，根据本发明的一些实施例，当反应底液满足如前所述的条件后，向反应底液中同时加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂，开始合成反应。根据本发明的一些实施例，合成反应在600～1200rpm(优选800rpm)的搅拌转速下进行，以进一步保证各原料充分混合均匀。另外，合成反应中应使用高纯度原料，避免因原料纯度导致产品杂质含量过高。

S200：检测试样、分离固相产物

该步骤中，检测试样中的游离镍浓度和游离氨浓度，当游离镍浓度和游离氨浓度达到预定范围时，对混合浆料进行固液分离，得到固相产物。发明人发现，反应体系中游离镍和游离氨的浓度会随着反应进度的变化而变化，而反应体系中游离镍和游离氨的浓度可以表征制备得到的正极活性材料前驱体的杂质含量、粒度、振实密度等性能参数。当游离镍浓度和游离氨浓度达到预定范围时，即表示产品性能已达到要求。进而，发明人通过深入研究，发现控制向反应底液中输入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂的流速，可以控制反应体系中游离镍和游离氨的浓度。由此，本发明的制备正极活性材料前驱体的方法，通过控制向反应底液中输入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂的流速来调节反应体系中游离镍和游离氨的浓度，可以获得高品质的正极活性材料前驱体产品。进一步地，当反应体系中游离镍浓度和游离氨浓度达到预定范围时，对混合浆料进行固液分离，以便将正极活性材料前驱体从反应体系中分离。

根据本发明的一些实施例，游离镍浓度的预定范围为0～0.1g/L，游离氨浓度的预定范围为11.0～11.5g/L，此时反应体系的pH值约为11.60～11.80。当反应体系中游离镍与游离氨浓度达到上述范围时，制备得到正极活性材料前驱体产品的粒度可以达到D₅₀＝8～10μm、振实密度不低于1.8g/cm³的设计标准，且杂质含量极低，产品综合性能优秀。

根据本发明的一些实施例，在向反应底液中加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂的过程中，镍钴盐溶液的流速为50～60mL/min，铝盐溶液的流速为5～15mL/min，沉淀剂的流速为10～12mL/min，络合剂的流速为4～5mL/min。通过控制各原料的流速在上述范围，很容易控制反应体系中的游离镍和游离氨浓度达到预定范围，从而制备得到高品质的正极活性材料前驱体产品。根据本发明的具体示例，上述各原料可以通过蠕动泵和电磁计量泵输入至反应体系中。

根据本发明的一些实施例，S200中，将试样静置分层，然后检测试样上清液中的游离镍浓度和游离氨浓度。发明人发现，在合成反应中，反应体系呈悬浊液状态，通过将从反应体系中取出的试样静置分层以获得上清液，静置时，需要密封以防止NH3的溢出，然后检测上清液中的游离镍浓度和游离氨浓度，操作更为简便。另外，需要说明的是，试样静置分层所得上清液中游离镍浓度和游离氨浓度与反应体系中游离镍浓度和游离氨浓度一致。

S300：后处理

该步骤中，对固相产物进行后处理，得到锂电池正极活性材料前驱体。如前所述，该固相产物中含有达到设计标准的正极活性材料前驱体。通过对该固相产物进行后处理，以便获得锂电池正极活性材料前驱体产品。

根据本发明的一些实施例，上述后处理包括：对固相产物依次进行碱泡、水洗和烘干。具体的，可对固相产物碱性碱泡和水洗直至水相pH值为8～9，然后固液分离获得沉淀物。再将该沉淀物在80～120℃烘干20～24h，获得锂电池正极活性材料前驱体产品。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种锂电池正极活性材料前驱体。根据本发明的实施例，该锂电池正极活性材料前驱体是由上述实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法制备得到的。由此，该锂电池正极活性材料前驱体的杂质含量低、粒度适宜、振实密度高，综合性能优秀。另外，需要说明的是，前文针对“制备锂电池正极活性材料前驱体的方法”所述描述的全部特征和优点同样适用于该锂电池正极活性材料前驱体，在此不再一一赘述。

在本发明的再一方面，本发明提出了一种锂电池正极活性材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(a)按照上述实施例的制备锂电池正极活性材料前驱体的方法制备得到正极活性材料前驱体；(b)将正极活性材料前驱体与锂源混合并进行焙烧，得到锂电池正极活性材料。由此，通过该方法制备得到的锂电池正极活性材料的杂质含量低、粒度适宜、振实密度高，综合性能优秀。

需要说明的是，步骤(b)，可以采用本领域常规的方法将正极活性材料前驱体与锂源混合并进行焙烧，例如，根据本发明的具体示例，锂源可以选择锂的无机盐，如硝酸锂、碳酸锂、一水合氢氧化锂等。正极活性材料前驱体与锂源的混合比例也不受特别限制，可以根据锂氧化物的化学组成确定；焙烧处理可以在600～800℃的焙烧温度下进行。另外，需要说明的是，该制备锂电池正极活性材料的方法具有前文针对“制备锂电池正极活性材料前驱体的方法”所描述的全部特征和优点，在此不再一一赘述。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种锂电池正极活性材料。根据本发明的实施例，该锂电池正极活性材料是由上述实施例的制备锂电池正极活性材料的方法制备得到的。由此，该锂电池正极活性材料的杂质含量低、粒度适宜、振实密度高，综合性能优秀。另外，需要说明的是，前文针对“制备锂电池正极活性材料的方法”所述描述的全部特征和优点同样适用于该锂电池正极活性材料，在此不再一一赘述。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种锂电池。根据本发明的实施例，该锂电池包括：正极极片、隔膜、负极极片和电解液；其中，所述正极极片包括正极集流体和形成在所述正极集流体表面的正极材料，所述正极材料包括上述实施例的锂电池正极活性材料。该锂电池通过采用上述实施例的正极活性材料，具有优秀的循环稳定性和可靠性。另外，需要说明的是，该锂电池具有前文针对“锂电池正极活性材料”所描述的全部特征和优点，在此不再一一赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

(1)原料准备

反应底液：将氨水与去离子水按照氨水的体积浓度为1.0％混合，氨水中NH₃的质量浓度为25％；

镍钴盐溶液：将硫酸镍、硫酸钴按照摩尔比0.8:0.15加入到适量去离子水中，搅拌均匀后，所得镍钴盐溶液中，Ni²⁺浓度为1.6mol/L，Co²⁺浓度为0.3mol/L；

铝盐溶液：将硫酸铝、氢氧化钠按照质量比0.125:0.252加入到适量去离子水中，搅拌均匀后，过滤除去絮状沉淀，所得铝盐溶液中，AlO₂ ^-浓度为0.5mol/L；

沉淀剂：质量浓度为25％的氢氧化钠水溶液；

络合剂：质量浓度为15％的氨水。

(2)合成反应

向20L合成反应釜中加入去离子水，直至去离子水将要溢出反应釜时停止加入去离子水，并将去离子水升温至60℃，在800rpm转速下加入氨水，获得反应底液，利用氢氧化钠溶液调节反应底液至游离氨为11.8～12.0g/L，pH值至11.80～12.00；利用蠕动泵向反应底液中分别同时加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂，维持反应底液的pH值为11.60～11.80；其中，镍钴盐溶液流速为50mL/min，铝盐溶液流速为10mL/min，沉淀剂流速为10mL/min，络合剂流速为4mL/min。

(3)取样检测

合成反应进行稳定期后，从反应浆料中取样20mL浆料，静置分层，通过酸碱滴定法检测试样上清液中的游离镍含量为0～0.1g/L，游离氨浓度为11.0～11.5g/L，已达到预定浓度范围。

(4)固液分离

将反应浆料(悬浊液)排出反应釜，对浆料进行固液分离，收集固相产物。

(5)后处理

对步骤(4)所得固相产物进行碱泡和水洗，直至水相pH值为8，固液分离收集沉淀物；将沉淀物在100℃下烘干24h，得到NCA三元材料前驱体，其粒度D₅₀＝9.0±1μm，振实密度为1.80g/cm³。

实施例2

(1)原料准备

反应底液：将氨水与去离子水按照氨水的体积浓度为2.0％混合，氨水中NH₃的质量浓度为26.5％；

镍钴盐溶液：将硫酸镍、硫酸钴按照摩尔比0.8:0.15加入到适量去离子水中，搅拌均匀后，所得镍钴盐溶液中，Ni²⁺浓度为2.0mol/L，Co²⁺浓度为0.375mol/L；

铝盐溶液：将硫酸铝、氢氧化钠按照质量比0.125:0.252加入到适量去离子水中，搅拌均匀后，过滤除去絮状沉淀，所得铝盐溶液中，AlO₂ ^-浓度为0.625mol/L；

沉淀剂：质量浓度为32％的氢氧化钠水溶液；

络合剂：质量浓度为18％的氨水。

(2)合成反应

向20L合成反应釜中加入去离子水，直至去离子水将要溢出反应釜时停止加入去离子水，并将去离子水升温至60℃，在800rpm转速下加入氨水，获得反应底液，利用氢氧化钠溶液调节反应底液至游离氨为11.8～12.0g/L，pH值至11.80～12.00；利用电磁计量泵向反应底液中分别同时加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂，维持反应底液的pH值为11.60～11.80；其中，镍钴盐溶液流速为50mL/min，铝盐溶液流速为10mL/min，沉淀剂流速为10mL/min，络合剂流速为6mL/min。

(3)取样检测

合成反应进行稳定期后，从反应浆料中取样20mL浆料，静置分层，通过自动滴定仪使用酸碱滴定法检测试样上清液中的游离镍含量为0～0.1g/L，游离氨浓度为11.0～11.5g/L，已达到预定浓度范围。

(4)固液分离

将反应浆料(悬浊液)排出反应釜，对浆料进行固液分离，收集固相产物。

(5)后处理

对步骤(4)所得固相产物进行碱泡和水洗，直至水相pH值为8.5，固液分离收集沉淀物；将沉淀物在120℃下烘干20h，得到NCM三元材料前驱体，其粒度D₅₀＝9.0±1μm，振实密度为1.82g/cm³。

实施例3

取实施例1制备得到的NCA三元材料前驱体，将前驱体与碳酸锂按照质量比为1:1.05混合，并在700℃预烧5h，780℃下焙烧15h，得到NCA三元材料。

实施例4

取实施例2制备得到的NCA三元材料前驱体，将前驱体与一水合氢氧化锂按照质量比为1:1.06混合，并在500℃预烧5h，760℃下焙烧20h，得到NCA三元材料。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种制备锂电池正极活性材料前驱体的方法，其特征在于，包括：

(1)原料准备

反应底液：将氨水与去离子水按照氨水的体积浓度为1.0％混合，氨水中NH₃的质量浓度为25％；

镍钴盐溶液：将硫酸镍、硫酸钴按照摩尔比0.8:0.15加入到去离子水中，所得镍钴盐溶液中，Ni²⁺浓度为1.6mol/L，Co²⁺浓度为0.3mol/L；

铝盐溶液：将硫酸铝、氢氧化钠按照质量比0.125:0.252加入到去离子水中，过滤除去絮状沉淀，所得铝盐溶液中，AlO₂ ^-浓度为0.5mol/L；

沉淀剂：质量浓度为25％的氢氧化钠水溶液；

络合剂：质量浓度为15％的氨水；

(2)合成反应

向20L合成反应釜中加入去离子水，直至去离子水将要溢出反应釜时停止加入去离子水，并将去离子水升温至60℃，在800rpm转速下加入氨水，获得反应底液，利用氢氧化钠溶液调节反应底液至游离氨浓度为11.8～12.0g/L，pH值至11.80～12.00；向反应底液中分别同时加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂，维持反应底液的pH值为11.60～11.80；其中，镍钴盐溶液流速为50mL/min，铝盐溶液流速为10mL/min，沉淀剂流速为10mL/min，络合剂流速为4mL/min；

(3)取样检测

合成反应进入稳定期后，从反应浆料中取样，静置分层，通过酸碱滴定法检测试样上清液中的游离镍含量为0～0.1g/L，游离氨浓度为11.0～11.5g/L，已达到预定浓度范围；

(4)固液分离

将反应浆料排出反应釜，对浆料进行固液分离，收集固相产物；

(5)后处理

对固相产物进行后处理，得到所述锂电池正极活性材料前驱体。

2.一种制备锂电池正极活性材料前驱体的方法，其特征在于，包括：

(1)原料准备

反应底液：将氨水与去离子水按照氨水的体积浓度为2.0％混合，氨水中NH₃的质量浓度为26.5％；

镍钴盐溶液：将硫酸镍、硫酸钴按照摩尔比0.8:0.15加入到去离子水中，所得镍钴盐溶液中，Ni²⁺浓度为2.0mol/L，Co²⁺浓度为0.375mol/L；

铝盐溶液：将硫酸铝、氢氧化钠按照质量比0.125:0.252加入到去离子水中，过滤除去絮状沉淀，所得铝盐溶液中，AlO₂ ^-浓度为0.625mol/L；

沉淀剂：质量浓度为32％的氢氧化钠水溶液；

络合剂：质量浓度为18％的氨水；

(2)合成反应

向20L合成反应釜中加入去离子水，直至去离子水将要溢出反应釜时停止加入去离子水，并将去离子水升温至60℃，在800rpm转速下加入氨水，获得反应底液，利用氢氧化钠溶液调节反应底液至游离氨浓度为11.8～12.0g/L，pH值至11.80～12.00；向反应底液中分别同时加入镍钴盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂和络合剂，维持反应底液的pH值为11.60～11.80；其中，镍钴盐溶液流速为50mL/min，铝盐溶液流速为10mL/min，沉淀剂流速为10mL/min，络合剂流速为6mL/min；

(3)取样检测

合成反应进入稳定期后，从反应浆料中取样，静置分层，通过酸碱滴定法检测试样上清液中的游离镍含量为0～0.1g/L，游离氨浓度为11.0～11.5g/L，已达到预定浓度范围；

(4)固液分离

将反应浆料排出反应釜，对浆料进行固液分离，收集固相产物；

(5)后处理

对固相产物进行后处理，得到所述锂电池正极活性材料前驱体。

3.一种锂电池正极活性材料前驱体，其特征在于，所述锂电池正极活性材料前驱体是由权利要求1或2所述的方法制备得到的。

4.一种制备锂电池正极活性材料的方法，其特征在于，包括：

(a)按照权利要求1或2所述的方法制备得到正极活性材料前驱体；

(b)将所述正极活性材料前驱体与锂源混合并进行焙烧，得到所述锂电池正极活性材料。

5.一种锂电池正极活性材料，其特征在于，所述锂电池正极活性材料是由权利要求4所述的方法制备得到的。

6.一种锂电池，其特征在于，包括：正极极片、隔膜、负极极片和电解液；其中，所述正极极片包括正极集流体和形成在所述正极集流体表面的正极材料，所述正极材料包括权利要求5所述的锂电池正极活性材料。

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