1.本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三元前驅(qū)體及其制備方法、正極材料。

背景技術(shù)：

2.隨著世界汽車行業(yè)迅速發(fā)展，綠色新能源汽車逐漸成為行業(yè)的未來發(fā)展方向。新能源汽車以鋰電池作為核心動力，如何提升鋰電池續(xù)航能力和儲能能力、鋰電材料單位體積能量密度、電池安全性能、使用壽命已成大勢所需，技術(shù)所向。三元前驅(qū)體正極材料作為鋰電池的重要組成部分，一直是技術(shù)核心所在。由于核殼材料具有容量高、循環(huán)及倍率好的優(yōu)異特性，因此當(dāng)前三元前驅(qū)體材料多為核殼結(jié)構(gòu)。

3.目前，核殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料顆粒一般在核層與殼層之間設(shè)置多孔縫隙圈層，使得顆粒內(nèi)部與電解液充分接觸，以利于鋰離子的傳導(dǎo)，從而提高材料循環(huán)性能，降低電池電阻，提高電池容量和使用壽命。然而，在使用時隨著長時間循環(huán)反復(fù)充電和放電，三元前驅(qū)體材料顆粒不同組分、不同成分的內(nèi)核和外殼材料在充放電過程中的體積變化是不一致的。體積的不可逆變化產(chǎn)生的應(yīng)力會使顆粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋，從而導(dǎo)致電池使用壽命縮短、循環(huán)性能變差和安全性能變差。特別地，在核層與殼層之間設(shè)置多孔縫隙圈層時，一方面，不能將單層圈層厚度設(shè)置過大，避免核層與殼層之間存在連續(xù)的較寬的多孔縫隙結(jié)構(gòu)導(dǎo)致抗壓能力不足；另一方面，如果無圈層，雖然顆粒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高，但是顆粒與電解液接觸面積減少，會影響鋰離子導(dǎo)通能力，導(dǎo)致降低電池性能。

4.因此，如何在核層與殼層之間設(shè)置既具有較優(yōu)抗壓能力、又滿足鋰離子導(dǎo)通能力的連接圈層顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.針對傳統(tǒng)三元前驅(qū)體正極材料顆粒的結(jié)構(gòu)抗壓能力不強(qiáng)、顆粒內(nèi)部與電解液接觸不夠充分、材料循環(huán)性能不佳等問題中的至少一部分，本發(fā)明提供了一種三元前驅(qū)體及其制備方法、正極材料，能夠提高三元前驅(qū)體材料顆粒的抗壓能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時保證材料具有較佳的鋰離子導(dǎo)通能力。

6.根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種三元前驅(qū)體，三元前驅(qū)體的化學(xué)通式為ni

x

coymnzma(oh)2，其中0.75≤x《1.0，0≤y《0.18，0≤z《0.20，0≤a＜0.1，x+y+z+a＝1；m為al、ti、zr、mo、cr、w、b、mg、ba、nb與sr中的至少一種。

7.三元前驅(qū)體包括核層、殼層以及位于核層和殼層之間的多層連接層，核層和殼層為致密結(jié)構(gòu)，所有的連接層均為疏松結(jié)構(gòu)。

8.本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，致密核層和致密殼層內(nèi)部的孔隙較少，孔隙率較低，相對密度更高，而疏松連接層具有多孔蓬松結(jié)構(gòu)，孔隙率較高，相對密度較低。利用多層疏松多孔隙結(jié)構(gòu)的連接層可以使得顆粒內(nèi)部與電解液充分接觸，提高鋰離子傳導(dǎo)速度，從而降低電阻，提高倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。同時，多層疏松連接層可緩沖容納由充電和放電期

間導(dǎo)致的顆粒體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，并且通過致密緊實核層和致密殼層結(jié)構(gòu)可承受循環(huán)充放電產(chǎn)生的應(yīng)力，提高材料抗壓能力以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高電池的壽命和安全性能。并且，本方案提供的三元前驅(qū)體為高鎳產(chǎn)品，具有循環(huán)性能好、能量密度大、穩(wěn)定性和安全性能好的優(yōu)勢。

9.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，三元前驅(qū)體包括由內(nèi)而外的核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層，第一連接層、中間層和第二連接層均為疏松結(jié)構(gòu)。

10.本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，三元前驅(qū)體為核殼結(jié)構(gòu)，其由內(nèi)而外具體包括核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層，將核層與殼層之間的第一連接層、中間層、第二連接層設(shè)計為多孔疏松結(jié)構(gòu)，有利于增大三元前驅(qū)體材料與電解液的反應(yīng)面積，使得核層與殼層之間的鋰離子傳導(dǎo)更順暢，從而能夠降低電阻，提高倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性，并且，第一連接層、中間層和第二連接層設(shè)計為多孔疏松結(jié)構(gòu)有利于降低或緩解充放電過程材料體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，再配合外層致密結(jié)構(gòu)的核層和致密結(jié)構(gòu)的殼層，能夠提高顆?？箟耗芰σ约敖Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高電池的壽命。

11.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，中間層的孔隙率小于第一連接層的孔隙率，第一連接層的孔隙率小于等于第二連接層的孔隙率。

12.由于第一連接層設(shè)于核層外部且位于中間層內(nèi)部，通過控制第一連接層的孔隙率大于中間層的孔隙率，即第一連接層為孔隙較多的疏松多孔結(jié)構(gòu)，則第一連接層可以為核層和中間層提供鋰離子傳導(dǎo)通道，有利于導(dǎo)通鋰離子；由于第二連接層設(shè)于中間層外部且位于殼層內(nèi)部，通過控制第二連接層的孔隙率大于中間層的孔隙率，即第二連接層為孔隙較多的疏松多孔結(jié)構(gòu)，則第二連接層可以為中間層和殼層提供鋰離子傳導(dǎo)通道，有利于導(dǎo)通鋰離子；由于第一連接層位于更靠近顆粒中心核層的位置，而第二連接層位于遠(yuǎn)離顆粒中心核層的位置，通過控制第一連接層的孔隙率小于第二連接層，更有利于顆粒整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

13.并且，由于中間層相對于第一連接層和第二連接層的結(jié)構(gòu)更致密，則中間層可以起到加固第一連接層和第二連接層的作用，從而提高顆粒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；同時，第一連接層和第二連接層可以很好地降低和緩解充放電過程中顆粒內(nèi)部體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，避免顆粒破損開裂而影響電池循環(huán)性能和使用壽命。

14.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一連接層的孔隙率為6.84％-24.85％，第二連接層的孔隙率為7.02％-27.33％，中間層的孔隙率為2.27％-10.89％；

15.本方案中通過限定第一連接層、中間層和第二連接層的孔隙率，既能夠保證第一連接層、中間層和第二連接層具有較好的鋰離子導(dǎo)通能力，同時有利于提高顆?？箟耗芰σ约敖Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高電池的壽命。

16.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一連接層的孔隙率為9.20％-20.07％，第二連接層的孔隙率為9.99％-21.78％，中間層的孔隙率為3.41％-8.44％，此時有利于進(jìn)一步提高第一連接層、中間層和第二連接層的鋰離子導(dǎo)通能力和連接強(qiáng)度。

17.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，核層的平均半徑為0.90-2.90μm；第一連接層的平均厚度為0.69-0.92μm；中間層的平均厚度為1.38-1.85μm；第二連接層的平均厚度為1.03-1.39μm；殼層的平均厚度為2.75-3.69μm。

18.核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層的厚度大小根據(jù)顆粒生長周期的粒

度大小決定，上述厚度范圍下的核層和殼層可以很好地提高顆粒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗壓能力，并且，通過控制疏松結(jié)構(gòu)的第一連接層、中間層、第二連接層的厚度適宜，不會影響第一連接層、中間層、第二連接層的鋰離子導(dǎo)通和緩解應(yīng)力的作用，同時可以避免厚度過大造成顆粒結(jié)構(gòu)坍塌的問題。

19.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，構(gòu)成核層、第一連接層、中間層和第二連接層的一次顆粒均呈針條狀，構(gòu)成殼層的一次顆粒為針條狀或條狀；

20.構(gòu)成中間層和殼層的一次顆粒呈放射狀生長。

21.本方案的中間層和殼層沿核層的徑向呈放射狀生長，再與第一連接層和第二連接層配合，使得顆粒內(nèi)外層鋰離子傳導(dǎo)更加順暢，并且，構(gòu)成核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層的一次顆粒均為針條狀，進(jìn)一步有利于提高鋰離子傳導(dǎo)速度，降低正極電阻，提高倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。

22.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，三元前驅(qū)體的粒徑d50為13.5-21.5μm，且(d90-d10)/d50為0.2-0.4；

23.優(yōu)選地，三元前驅(qū)體的粒徑d50為15.5-19.5μm，且(d90-d10)/d50為0.25-0.35。

24.本方案的粒徑范圍分布極窄，顆粒結(jié)晶性更強(qiáng)，可以保證三元前驅(qū)體的核殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度盡量更大，有利于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)定，同時不影響三元前驅(qū)體制作成三元正極材料后的鋰離子導(dǎo)通能力和導(dǎo)電性能。

25.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，三元前驅(qū)體的比表面積為12-20m2/g；在本方案的比表面積范圍下，可以避免三元前驅(qū)體材料顆粒過多地與電解液接觸產(chǎn)生副反應(yīng)，從而可以防止副反應(yīng)對于三元前驅(qū)體材料結(jié)構(gòu)的破壞，同時不會影響鋰離子導(dǎo)通能力。

26.優(yōu)選地，三元前驅(qū)體的比表面積為13-19m2/g，此時可以進(jìn)一步避免三元前驅(qū)體材料顆粒與電解液接觸產(chǎn)生副反應(yīng)而破壞三元前驅(qū)體材料結(jié)構(gòu)的問題。

27.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，三元前驅(qū)體的振實密度為1.73-2.13g/cm3；在本方案的振實密度范圍下，可以承受顆粒在充放電過程中產(chǎn)生的應(yīng)力以及提高顆?？箟耗芰Γ鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

28.優(yōu)選地，三元前驅(qū)體的振實密度為1.83-2.03g/cm3，此時可以進(jìn)一步提高承受顆粒在充放電過程中產(chǎn)生的應(yīng)力以及提高顆?？箟耗芰?，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

29.根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種三元前驅(qū)體的制備方法，包括以下步驟：向反應(yīng)釜中加入含鎳、鈷、錳的三元混合溶液，并加入ph調(diào)節(jié)劑和絡(luò)合劑調(diào)節(jié)反應(yīng)液處于第一ph值和第一氨濃度下，通入保護(hù)氣體進(jìn)行第一反應(yīng)制備晶種；

30.第一反應(yīng)完成后改變?nèi)旌先芤旱募恿狭髁?、并調(diào)節(jié)反應(yīng)液處于第二ph值和第二氨濃度下進(jìn)行第二反應(yīng)，直至得到三元前驅(qū)體。

31.本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，在一定的反應(yīng)條件下進(jìn)行第一反應(yīng)，第一反應(yīng)結(jié)束后形成中心疏松外層致密結(jié)構(gòu)的核層，使得核層具備一定的抗壓能力，隨后改變反應(yīng)條件進(jìn)行第二反應(yīng)，第二反應(yīng)過程中在核層外分階段依次形成疏松的第一連接層、中間層、第二連接層以及致密的殼層，從而得到具有多層疏松多孔連接層、致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料。該方法通過調(diào)整三元混合溶液的加料流量，可以在核層外形成不同孔隙的連接層，并且通過調(diào)節(jié)反應(yīng)攪拌強(qiáng)度、ph和氨濃度，可以降低反應(yīng)溶液過飽和度，有利于晶體在界面上生長，進(jìn)而形成致密結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)材料抗壓能力，提高三元前驅(qū)體材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

32.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一反應(yīng)的加料流量為3.0-6.0％/h；第二反應(yīng)的加料流量為1.0-8.5％/h；其中，加料流量為3.0-6.0％/h是指三元混合溶液的加料流量為反應(yīng)釜有效容積的3.0-6.0％/h，也即每小時加入的三元混合溶液的體積占反應(yīng)釜有效容積的3.0-6.0％。第二反應(yīng)包括第一階段、第二階段、第三階段和第四階段，在第一階段、第二階段、第三階段和第四階段的反應(yīng)過程中，每個階段的三元混合溶液的加料流量在前一階段加料流量的基礎(chǔ)上呈階梯式增大，階梯式增大的比例為2％-100％。優(yōu)選地，階梯式增大的比例為5％-100％。

33.本方案中通過調(diào)控第一反應(yīng)和第二反應(yīng)的三元混合溶液的加料流量，可以提高第一反應(yīng)和第二反應(yīng)的反應(yīng)速率，并且，第二反應(yīng)過程中在不同階段調(diào)整三元混合溶液的加料流量、ph等反應(yīng)條件，可以形成具有不同孔隙的第一連接層、中間層、第二連接層和殼層，從而利用疏松結(jié)構(gòu)的第一連接層、中間層、第二連接層和致密殼層可以提高制備的三元前驅(qū)體材料顆粒的抗壓能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時保證材料具有較佳的鋰離子導(dǎo)通能力。

34.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，三元混合溶液中鎳、鈷、錳的摩爾比為x:y:z，其中0.75≤x《1.0，0≤y《0.18，0≤z《0.20，x+y+z＝1；

35.優(yōu)選地，三元混合溶液中鎳、鈷、錳金屬離子總濃度為90-130g/l。

36.更優(yōu)選地，還有可以摻雜，摻雜元素m為al、ti、zr、mo、cr、w、b、mg、ba、nb與sr中的至少一種。摻雜元素可以為硫酸鹽或氯鹽形式。

37.本方案制備的高鎳三元前驅(qū)體材料具有成本較低、循環(huán)性能好、能量密度大、穩(wěn)定性和安全性能好的優(yōu)勢。

38.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一反應(yīng)過程中調(diào)節(jié)第一ph值逐漸降低，第二反應(yīng)的第一階段、第二階段、第三階段和第四階段過程中調(diào)節(jié)第二ph值逐漸升高，具體地，第一階段的ph值保持不變且小于第二階段的ph值；升高第二階段的ph值并保持不變且小于第三階段的ph值；升高第三階段的ph值并保持不變且小于第四階段的ph值，保持第四階段ph不變，此時有利于晶體在界面上生長，從而快速形成疏松結(jié)構(gòu)的第一連接層、中間層、第二連接層和致密殼層。

39.優(yōu)選地，第一ph值和第二ph值均為10.0-12.0，此時有利于核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層顆?？焖偕L，從而得到多層多孔連接層致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料。

40.優(yōu)選地，第一ph值的終點ph值比第一ph值的初始ph值低0.1-0.3，也即第一反應(yīng)的初始ph比第一反應(yīng)的終點ph低0.1-0.3，通過控制ph的降低程度，有利于快速形成中心疏松外層致密結(jié)構(gòu)的核層。

41.優(yōu)選地，第二ph值的終點ph值比第二ph值的初始ph值高0.1-0.4，也即第四階段的ph值比第一階段的ph值高0.1-0.4，通過控制ph的升高程度，可以使得顆粒均勻生長，提高顆粒的一致性和連接強(qiáng)度。

42.優(yōu)選地，ph調(diào)節(jié)劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、純堿中的一種或多種；利用這些堿性物質(zhì)作為ph調(diào)節(jié)劑，可以有效調(diào)節(jié)ph，而且原料來源廣泛，材料簡單易得。

43.優(yōu)選地，ph調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％-60％的氫氧化鈉水溶液。選用本方案的濃度范圍的氫氧化鈉水溶液可以有效調(diào)控反應(yīng)液的ph，以利于顆粒快速生長。

44.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一氨濃度和第二氨濃度為2.0-7.5g/l；通過控制氨濃

度有利于核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層顆?？焖偕L，從而得到多層多孔連接層致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料。

45.優(yōu)選地，第二氨濃度比第一氨濃度高1.0-3.0g/l，通過控制氨濃度的升高程度，可以使得顆粒均勻生長，提高顆粒的一致性和連接強(qiáng)度。

46.優(yōu)選地，絡(luò)合劑包括氨水、edta、乙二胺、檸檬酸鈉、尿素中的一種或多種，利用這些絡(luò)合劑可以有效調(diào)控反應(yīng)液的氨濃度，以利于加快顆粒生長速度，而且絡(luò)合劑原料來源廣泛，材料簡單易得。

47.優(yōu)選地，絡(luò)合劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％-45％的氨水，此時可以進(jìn)一步加快顆粒生長速度。

48.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度相同；

49.優(yōu)選地，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度為45-70℃。

50.通過控制第一反應(yīng)、第二反應(yīng)的反應(yīng)溫度適宜且溫度保持不變，有利于三元前驅(qū)體的各層結(jié)構(gòu)能夠均勻生長，保證顆粒強(qiáng)度穩(wěn)定。

51.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)過程中邊攪拌邊反應(yīng)，且第一反應(yīng)過程中的攪拌轉(zhuǎn)速維持不變，第二反應(yīng)過程中的攪拌轉(zhuǎn)速隨反應(yīng)進(jìn)行逐漸降低；

52.優(yōu)選地，第一反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為200-240r/min，第二反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為30-200r/min，第二反應(yīng)結(jié)束時的攪拌轉(zhuǎn)速降至30-100r/min。

53.第二反應(yīng)過程中逐漸降低攪拌轉(zhuǎn)速，從而降低反應(yīng)液的過飽和度，有利于晶體在界面上生長，從而快速形成第一連接層、中間層、第二連接層和殼層。

54.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第一反應(yīng)完成后的晶種粒度d50為1.8-5.8μm；

55.優(yōu)選地，第一反應(yīng)完成后的晶種粒度d50為2.8-4.8μm。

56.在本方案的粒度范圍下，第一反應(yīng)結(jié)束后可以形成中心疏松、外層致密的核層，所形成的核層可以有效緩沖循環(huán)充放電過程中內(nèi)外層體積應(yīng)變力，同時保證三元前驅(qū)體顆粒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗壓能力。

57.在進(jìn)一步優(yōu)選的方案中，第二反應(yīng)完成后的三元前驅(qū)體粒度d50為13.5-21.5μm；

58.優(yōu)選地，第二反應(yīng)完成后的三元前驅(qū)體粒度d50為15.5-19.5μm。

59.在本方案的粒度范圍下，第二反應(yīng)結(jié)束后可以在核層外依次形成疏松的第一連接層、中間層、第二連接層和致密殼層，所形成的第一連接層、中間層、第二連接層和殼層可以提高顆粒內(nèi)部的鋰離子傳導(dǎo)能力，同時提高顆?？箟耗芰σ约敖Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高電池的壽命、倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。

60.根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種電池正極材料，電池正極材料使用上述任一項的三元前驅(qū)體與鋰鹽混合燒結(jié)制備得到。所制備的電池正極材料用于電池時可以提高鋰離子的傳導(dǎo)效率，從而提高材料循環(huán)性能，降低電池電阻，提高電池容量、使用壽命、循環(huán)性能和安全性能。

61.根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種電池正極，包括上述的電池正極材料，通過上述電池正極材料制備的電池正極有利于提升電池使用效果。

62.根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種鋰離子電池，包括上述的電池正極，通過上述電池正極組裝的鋰離子電池具有電阻小、容量大、使用壽命長、循環(huán)性能和安全性能高等優(yōu)點。

63.根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種涉電設(shè)備，包括上述的鋰離子電池，利用上述鋰離子電池可以為相應(yīng)的涉電設(shè)備穩(wěn)定供電，確保設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

64.綜上，本發(fā)明提供的三元前驅(qū)體及其制備方法、正極材料至少具有以下

65.有益效果：

66.本發(fā)明提供的多層多孔連接層致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料具備核層和殼層，且核層和殼層之間存在兩層不同孔隙的連接層及一定孔隙的中間層，核層表層為致密結(jié)構(gòu)且殼層為致密結(jié)構(gòu)；中間層的孔隙率小于第一連接層的孔隙率，第一連接層的孔隙率小于等于第二連接層的孔隙率，中間層顆粒呈放射狀生長并經(jīng)由第一連接層與核層連接，同時經(jīng)由第二連接層與殼層連接，各層結(jié)構(gòu)相互配合，使得三元前驅(qū)體材料顆粒內(nèi)部鋰離子傳導(dǎo)更加順暢，并且，兩個不同孔隙的第一連接層和第二連接層有利于增大與電解液的反應(yīng)面積，提高鋰離子傳導(dǎo)速度，因而能夠顯著降低正極電阻，提高倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。同時，兩層多孔隙連接層可緩沖容納由充電和放電期間導(dǎo)致的體積變化而產(chǎn)生的應(yīng)力，并且該物質(zhì)致密核層和致密放射結(jié)構(gòu)的殼層可承受循環(huán)充放電產(chǎn)生的應(yīng)力，提高抗壓能力以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高電池的壽命，提升首次充放電效率和安全性能。

附圖說明

67.為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

68.圖1是本發(fā)明實施例提供的三元前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)示意圖；

69.圖2是實施例1提供的三元前驅(qū)體的剖面圖；

70.圖3是實施例2提供的三元前驅(qū)體的剖面圖；

71.圖4是實施例3提供的三元前驅(qū)體的剖面圖；

72.圖5是實施例4提供的三元前驅(qū)體的剖面圖；

73.圖6是對比例1提供的三元前驅(qū)體的剖面圖；

74.圖7是對比例2提供的三元前驅(qū)體的剖面圖；

75.圖8是對比例3提供的三元前驅(qū)體的剖面圖。

76.圖1中，核層100，第一連接層200，中間層300，第二連接層400，殼層500。

具體實施方式

77.應(yīng)當(dāng)理解，本文給出的具體實施例是出于向本領(lǐng)域技術(shù)人員解釋的目的，僅是示例性的，而非限制性的。

78.在以下描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，明顯的是，不需要采用具體細(xì)節(jié)來實踐本發(fā)明。在其他情況下，未詳細(xì)描述眾所周知的步驟或操作，以避免模糊本發(fā)明。

79.參照圖1所示，本發(fā)明實施例提供的三元前驅(qū)體包括由內(nèi)而外的核層100、第一連接層200、中間層300、第二連接層400和殼層500，核層100為中心疏松外層致密結(jié)構(gòu)，第一連接層200、中間層300和第二連接層400均為疏松結(jié)構(gòu)，殼層500為致密結(jié)構(gòu)。其中，三元前驅(qū)

體的整體結(jié)構(gòu)式為ni

x

coymnzma(oh)2，其中0.75≤x《1.0，0≤y《0.18，0≤z《0.20，0≤a＜0.1，x+y+z+a＝1；m為al、ti、zr、mo、cr、w、b、mg、ba、nb與sr中的至少一種。

80.基于設(shè)置在核層與殼層之間的第一連接層、中間層和第二連接層，可以提高鋰離子導(dǎo)通能力，并且有利于緩沖容納由充電和放電期間導(dǎo)致的體積變化而產(chǎn)生的應(yīng)力，再與核層與殼層配合，可以提高材料強(qiáng)度和抗壓能力，從而降低電阻，提高電池壽命、倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。

81.在一些可選的實施例中，中間層的孔隙率小于第一連接層的孔隙率，第一連接層的孔隙率小于等于第二連接層的孔隙率。

82.為了評價孔隙率的特點，本技術(shù)使用圖像解析軟件(imagej)直接求出各個區(qū)域孔隙面積和截面積，由“孔隙率＝各區(qū)域孔隙面積/各區(qū)域截面積

×

100％”計算得出不同區(qū)域的孔隙率，文中孔隙率均由該方法表征。

83.在一些可選的實施例中，第一連接層的孔隙率為6.84％-24.85％，第二連接層的孔隙率為7.02％-27.33％，中間層的孔隙率為2.27％-10.89％；

84.優(yōu)選地，第一連接層的孔隙率為9.20％-20.07％，第二連接層的孔隙率為9.99％-21.78％，中間層的孔隙率為3.41％-8.44％。

85.例如，第一連接層的孔隙率可以為6.84％，8.84％，10.84％，12.84％，14.84％，16.84％，18.84％，20.84％，22.84％，24.85％或者6.84％-24.85％之間的任意數(shù)值；第二連接層的孔隙率可以為7.02％，10.02％，13.02％，16.02％，19.02％，22.02％，25.02％，27.33％或者7.02％-27.33％之間的任意數(shù)值；中間層的孔隙率可以為2.27％，3.27％，4.27％，5.27％，6.27％，7.27％，8.27％，9.27％，10.89％或者2.27％-10.89％之間的任意數(shù)值。

86.在一些可選的實施例中，核層的平均半徑為0.90-2.90μm；第一連接層的平均厚度為0.69-0.92μm；中間層的平均厚度為1.38-1.85μm；第二連接層的平均厚度為1.03-1.39μm；殼層的平均厚度為2.75-3.69μm。

87.例如，核層的平均半徑可以為0.90μm，1.20μm，1.50μm，1.80μm，2.10μm，2.40μm，2.70μm，2.90μm或者0.90-2.90μm之間的任意數(shù)值；第一連接層的平均厚度可以為0.69μm，0.70μm，0.75μm，0.80μm，0.85μm，0.90μm，0.92μm或者0.69-0.92μm之間的任意數(shù)值；中間層的平均厚度可以為1.38μm，1.40μm，1.45μm，1.50μm，1.55μm，1.60μm，1.65μm，1.70μm，1.75μm，1.80μm，1.85μm或者1.38-1.85μm之間的任意數(shù)值；第二連接層的平均厚度可以為1.03μm，1.05μm，1.10μm，1.15μm，1.20μm，1.25μm，1.30μm，1.35μm，1.39μm或者1.03-1.39μm之間的任意數(shù)值；殼層的平均厚度可以為2.75μm，2.80μm，2.90μm，3.00μm，3.10μm，3.20μm，3.30μm，3.40μm，3.50μm，3.60μm，3.69μm或者2.75-3.69μm之間的任意數(shù)值。

88.在一些可選的實施例中，核層的最中心呈疏松球形，核層的除最中心球形部分以外的外層呈致密結(jié)構(gòu)，構(gòu)成核層的一次顆粒呈針條狀；

89.中間層和殼層的一次顆粒沿核層的徑向呈放射狀生長，構(gòu)成第一連接層、中間層和第二連接層的一次顆粒均為針條狀，構(gòu)成殼層的一次顆粒為針條狀或條狀。

90.本實施例中由于核層的生成機(jī)理所限，核層的最中心呈現(xiàn)疏松不規(guī)則球形形狀，外層緊實包覆，構(gòu)成核層的一次顆粒呈現(xiàn)針條狀；中間層、殼層均為放射狀生長，即中間層為一定孔隙的放射狀結(jié)構(gòu)，殼層為致密放射狀結(jié)構(gòu)；第一連接層、第二連接層以及中間層均

由針條狀細(xì)絲一次顆粒構(gòu)成；殼層由細(xì)小針條狀或條狀一次顆粒構(gòu)成。通過核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層的有序連接生長，使得顆粒內(nèi)部鋰離子傳導(dǎo)更加順暢，有利于提高鋰離子傳導(dǎo)速度，降低正極電阻，提高倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。

91.在一些可選的實施例中，三元前驅(qū)體的粒徑d50為13.5-21.5μm，且三元前驅(qū)體的粒徑d50優(yōu)選為15.5-19.5μm；(d90-d10)/d50為0.2-0.4，且(d90-d10)/d50優(yōu)選為0.25-0.35。

92.例如，三元前驅(qū)體的粒徑d50可以為13.5μm，14.5μm，15.5μm，16.5μm，17.5μm，18.5μm，19.5μm，20.5μm，21.5μm或者13.5-21.5μm之間的任意數(shù)值；(d90-d10)/d50可以為0.2，0.24，0.28，0.32，0.36，0.4或者0.2-0.4之間的任意數(shù)值。

93.在一些可選的實施例中，三元前驅(qū)體的比表面積bet為12-20m2/g，且三元前驅(qū)體的比表面積bet優(yōu)選為13-19m2/g。

94.例如，三元前驅(qū)體的比表面積bet可以為12m2/g，13m2/g，14m2/g，15m2/g，16m2/g，17m2/g，18m2/g，19m2/g，20m2/g或者12-20m2/g之間的任意數(shù)值。

95.在一些可選的實施例中，三元前驅(qū)體的振實密度td為1.73-2.13g/cm3；且三元前驅(qū)體的振實密度td優(yōu)選為1.83-2.03g/cm3。

96.例如，三元前驅(qū)體的振實密度td可以為1.73g/cm3，1.75g/cm3，1.80g/cm3，1.85g/cm3，1.90g/cm3，1.95g/cm3，2.00g/cm3，2.05g/cm3，2.10g/cm3，2.13g/cm3或者1.73-2.13g/cm3之間的任意數(shù)值。

97.本發(fā)明的實施例還提供一種三元前驅(qū)體的制備方法，包括以下步驟：向反應(yīng)釜中加入含鎳、鈷、錳的三元混合溶液，并加入ph調(diào)節(jié)劑和絡(luò)合劑調(diào)節(jié)反應(yīng)液處于第一ph值和第一氨濃度下，通入保護(hù)氣體進(jìn)行第一反應(yīng)制備晶種；第一反應(yīng)完成后改變?nèi)旌先芤旱募恿狭髁?、并調(diào)節(jié)反應(yīng)液處于第二ph值和第二氨濃度下進(jìn)行第二反應(yīng)，直至得到目標(biāo)三元前驅(qū)體。

98.通過改變合適的反應(yīng)條件，第一反應(yīng)可以形成中心疏松外層致密結(jié)構(gòu)的核層，第二反應(yīng)可以形成疏松的第一連接層、中間層、第二連接層以及致密的殼層，所得三元前驅(qū)體材料顆粒內(nèi)部鋰離子傳導(dǎo)更加順暢，并且能夠提高材料抗壓能力以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高電池性能。

99.在一些可選的實施例中，第一反應(yīng)的加料流量為3.0-6.0％/h；第二反應(yīng)的加料流量為1.0-8.5％/h；第二反應(yīng)包括第一階段、第二階段、第三階段和第四階段，在第一階段、第二階段、第三階段和第四階段的反應(yīng)過程中，每個階段的三元混合溶液的加料流量在前一階段加料流量的基礎(chǔ)上呈階梯式增大，階梯式增大的比例為2％-100％，也即后一階段的加料流量比前一階段的加料流量高出2％-100％；其中，階梯式增大的比例優(yōu)選為5％-100％。

100.第一階段、第二階段、第三階段和第四階段過程中控制三元混合溶液的流量遞增，有利于加快各階段的反應(yīng)速率，并且有利于分別形成不同孔隙率的第一連接層、中間層、第二連接層和殼層，從而形成多層多孔連接層致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料。

101.在一些可選的實施例中，三元混合溶液為ni、co、mn三元溶液(摩爾比ni：co：mn＝x:y:z，其中0.75≤x《1.0，0≤y《0.18，0≤z《0.20，x+y+z＝1)。

102.優(yōu)選地，三元混合溶液中鎳、鈷、錳金屬離子總濃度為90-130g/l。例如，鎳、鈷、錳

金屬離子總濃度可以為90g/l，95g/l，100g/l，105g/l，110g/l，115g/l，120g/l，125g/l，130g/l或者90g/l至130g/l之間的任意數(shù)值。

103.更優(yōu)選地，還有可以摻雜，摻雜元素m為al、ti、zr、mo、cr、w、b、mg、ba、nb與sr中的至少一種。摻雜元素可以為硫酸鹽或氯鹽形式。

104.在一些可選的實施例中，第一反應(yīng)過程中調(diào)節(jié)第一ph值逐漸降低，第二反應(yīng)的第一階段、第二階段、第三階段和第四階段過程中調(diào)節(jié)第二ph值逐漸升高，有利于逐漸形成疏松結(jié)構(gòu)的第一連接層、中間層、第二連接層和致密殼層。優(yōu)選地，第一ph值和第二ph值均為10.0-12.0。例如，第一ph值和第二ph值可以為10.0，10.5，11.0，11.5，12.0或者10.0至12.0之間的任意數(shù)值。

105.優(yōu)選地，第一ph值的終點ph值比第一ph值的初始ph值低0.1-0.3，也即第一反應(yīng)的初始ph值比第一反應(yīng)的終點ph值低0.1-0.3。例如，第一反應(yīng)的初始ph值可以比第一反應(yīng)的終點ph值低0.1，0.15，0.2，0.25，0.3或者0.1至0.3之間的任意數(shù)值。

106.優(yōu)選地，第二ph值的終點ph值比第二ph值的初始ph值高0.1-0.4也即第四階段的ph值比第一階段的ph值高0.1-0.4。例如，第四階段的ph值可以比第一階段的ph值高出0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.35，0.4或者0.1至0.4之間的任意數(shù)值。

107.優(yōu)選地，ph調(diào)節(jié)劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、純堿中的一種或多種。

108.優(yōu)選地，ph調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％-60％的氫氧化鈉水溶液。

109.在一些可選的實施例中，第一氨濃度和第二氨濃度為2.0-7.5g/l，第二氨濃度比第一氨濃度高1.0-3.0g/l，有利于形成一定孔隙率的核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層。

110.優(yōu)選地，絡(luò)合劑包括氨水、edta、乙二胺、檸檬酸鈉、尿素中的一種或多種。

111.優(yōu)選地，絡(luò)合劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％-45％的氨水。

112.在一些可選的實施例中，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度相同；

113.在一些可選的實施例中，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度為45-70℃。例如，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度可以為45℃，50℃，55℃，60℃，65℃，70℃或者45℃至70℃之間的任意數(shù)值。

114.在一些可選的實施例中，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)過程中邊攪拌邊反應(yīng)，且第一反應(yīng)過程中的攪拌轉(zhuǎn)速維持不變，第二反應(yīng)過程中的攪拌轉(zhuǎn)速隨反應(yīng)進(jìn)行逐漸降低，有利于快速形成不同孔隙率的核層、第一連接層、中間層、第二連接層和殼層。

115.在一些可選的實施例中，第一反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為200-240r/min，第二反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為30-200r/min，第二反應(yīng)結(jié)束時的攪拌轉(zhuǎn)速降至30-100r/min。例如，第一反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速可以為200r/min，205r/min，210r/min，215r/min，220r/min，225r/min，230r/min，235r/min，240r/min或者200r/min至240r/min之間的任意數(shù)值；第二反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速可以為30r/min，50r/min，70r/min，100r/min，120r/min，150r/min，170r/min，200r/min或者30r/min至200r/min之間的任意數(shù)值；第二反應(yīng)結(jié)束時的攪拌轉(zhuǎn)速可以降至30r/min，50r/min，60r/min，70r/min，80r/min，90r/min，100r/min或者30r/min至100r/min之間的任意數(shù)值。

116.上述制備方法中，通過控制第一反應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)速保持高轉(zhuǎn)速不變，第二反應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)速逐步降低，第二反應(yīng)終點攪拌轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于開始攪拌轉(zhuǎn)速，第二反應(yīng)ph逐步升高，第二反應(yīng)

終點ph高于初始ph為0.1-0.4，第二反應(yīng)氨濃度高于第一反應(yīng)氨濃度1.0-3.0g/l等反應(yīng)條件，可以得到一種多層多孔連接層致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料，并且，第二反應(yīng)在一定反應(yīng)時間節(jié)點調(diào)整反應(yīng)流量比例，有利于形成不同的孔隙的連接層，第二反應(yīng)逐步降低攪拌強(qiáng)度和提高ph，降低溶液過飽和度，有利于晶體在界面上快速生長，有利于晶體顆粒強(qiáng)度穩(wěn)定。

117.在一些可選的實施例中，第一反應(yīng)完成后所得的晶種粒度d50為1.8-5.8μm，且第一反應(yīng)完成后所得的晶種粒度d50優(yōu)選為2.8-4.8μm。例如，第一反應(yīng)完成后的晶種粒度d50可以為1.8μm，2.8μm，3.8μm，4.8μm，5.8μm或者1.8μm至5.8μm之間的任意數(shù)值。

118.在一些可選的實施例中，第二反應(yīng)完成后所得的三元前驅(qū)體粒度d50為13.5-21.5μm，且第二反應(yīng)完成后所得的三元前驅(qū)體粒度d50優(yōu)選為15.5-19.5μm。例如，第二反應(yīng)完成后的三元前驅(qū)體粒度d50可以為13.5μm，14μm，15μm，16μm，16.5μm，17μm，17.5μm，18μm，18.5μm，19μm，20.5μm，21.5μm或者13.5μm至21.5μm之間的任意數(shù)值。

119.在一些可選的實施例中，本發(fā)明實施例的三元前驅(qū)體的制備方法具體包括以下步驟：

120.1、第一反應(yīng)：通過配置一定比例和濃度鎳鈷錳金屬原材料三元混合溶液，加入液堿(ph調(diào)節(jié)劑)、氨水絡(luò)合劑、并在氮氣保護(hù)下反應(yīng)一定時間得到核層。

121.2、第二反應(yīng)：使用第一反應(yīng)中獲得的晶種干料物料上繼續(xù)反應(yīng)，調(diào)整工藝條件包括反應(yīng)流量，ph，氨濃度，分階段進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)每一階段反應(yīng)一定周期后，顆粒達(dá)到要求粒度，再進(jìn)行下一階段的反應(yīng)，直至最終得到滿足粒徑要求的多層多孔隙連接層結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體材料。

122.隨后將反應(yīng)所得料漿進(jìn)行固液分離、陳化、脫水干燥、篩分等操作，從而得到目標(biāo)產(chǎn)物。

123.本發(fā)明還提供一種三元正極材料，三元正極材料使用上述任一項的三元前驅(qū)體制備得到。例如，三元正極材料可以使用的上述三元前驅(qū)體與鋰鹽混合燒結(jié)制備得到。

124.本發(fā)明還提供一種電池正極，包括上述的三元正極材料。

125.本發(fā)明還提供一種鋰離子電池，包括上述的電池正極。

126.本發(fā)明還提供一種涉電設(shè)備，包括上述的鋰離子電池，涉電設(shè)備可以由本發(fā)明的鋰離子電池進(jìn)行供電或者可以為本發(fā)明的鋰離子電池充電。

127.為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，但所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

128.實施例1

129.制備一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體材料，合成化學(xué)式ni

0.80

co

0.10

mn

0.10

(oh)2。

130.1.選取材料：使用硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳。金屬原料按鎳、鈷、錳的摩爾比例為0.80:0.10:0.10，配成濃度為110g/l的混合金屬鹽溶液。

131.2.第一步驟：在1#反應(yīng)釜中加入一定量的純水、氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度3.5g/l，ph為11.4；反應(yīng)溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在220r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。三元金屬流量

為反應(yīng)釜有效容積的5.0％/h，控制反應(yīng)過程下調(diào)ph，形成一定大小的疏松中心層，將終點ph調(diào)整為11.2。等粒度d50達(dá)到3.8μm時，停止進(jìn)料。得到一種有中心疏松上包覆緊實結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)(核層)。

132.3.第二步驟：將第一步驟的料漿脫水干基料轉(zhuǎn)入2#反應(yīng)釜中，加入純水、氨水和液堿，調(diào)節(jié)氨濃度以及ph值，體系氨濃度5.0g/l，ph為10.50，溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制190r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入三元金屬混合溶液、氨水溶液、氫氧化鈉溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。其中，調(diào)整反應(yīng)過程不同階段的三元金屬流量大小和ph值持續(xù)反應(yīng)。

133.第一階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的1.5％/h，形成一定孔隙的第一連接層；第二階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的2.0％/h，形成一定孔隙的中間層；第三階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的3.0％/h，形成一定孔隙的第二連接層；第四階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的3.5％/h直到反應(yīng)粒度達(dá)到要求，并且反應(yīng)體系ph逐步上升，終點ph升至10.7，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速逐步下降，終點轉(zhuǎn)速40r/min，持續(xù)反應(yīng)得到致密放射的殼層；等料漿粒度d50達(dá)到17-18μm要求時，停止進(jìn)料。得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體材料。

134.后處理：停止反應(yīng)后物料用適量的稀堿和純水進(jìn)行洗滌物料，干燥、過400目篩網(wǎng)篩分，包裝密封。即得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)。圖2為實施例1所得三元前驅(qū)體的剖面圖。

135.實施例2

136.制備一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體，合成化學(xué)式ni

0.846

co

0.10

mn

0.05

zr

0.004

(oh)2。

137.1.選取材料：使用硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳、硫酸鋯。金屬原料按鎳、鈷、錳的摩爾比例為0.846:0.10:0.05，配成濃度110g/l混合三元金屬鹽溶液。將硫酸鋯、檸檬酸鈉和硫酸配置成1.37g/l的鋯溶液。

138.2.第一步驟：在1#反應(yīng)釜中加入一定量的純水、氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度3.5g/l，ph為11.3；反應(yīng)溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在220r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、鋯溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的5.0％/h，鋯溶液流量為2.5％/h，控制反應(yīng)過程下調(diào)ph，形成一定大小的疏松中心層，將終點ph調(diào)整為11.2。等粒度d50達(dá)到4.24μm時，停止進(jìn)料，得到一種有中心疏松上包覆緊實結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)(核層)。

139.3.第二步驟：將第一步驟的料漿脫水干基料轉(zhuǎn)入2#反應(yīng)釜中，加入一定量的純水、氨水和液堿，調(diào)節(jié)氨濃度以及ph值，體系氨濃度5.0g/l，ph為10.60，溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制190r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入三元金屬混合溶液、鋯溶液、氨水溶液、氫氧化鈉溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。其中，調(diào)整反應(yīng)過程不同階段的三元金屬流量大小和ph值持續(xù)反應(yīng)。

140.第一階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的2.0％/h，鋯溶液流量為1.0％/h，形成一定孔隙的第一連接層；第二階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的2.5％/h，鋯溶液流量為1.25％/h，形成一定孔隙的中間層；第三階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的3.5％/h，鋯溶液流量為1.75％/h，形成一定孔隙的第二連接層；第四階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的4.0％/h，鋯溶液流量為2.0％/h直到反應(yīng)粒度達(dá)到要求，并且反應(yīng)體系

ph逐步上升，終點ph升至10.8，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速逐步下降，終點轉(zhuǎn)速40r/min，持續(xù)反應(yīng)得到致密放射的殼層；等料漿粒度d50達(dá)到18-19μm要求時，停止進(jìn)料。得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體材料。

141.后處理：停止反應(yīng)后物料用適量的稀堿和純水進(jìn)行洗滌物料，干燥、過400目篩網(wǎng)篩分，包裝密封。即得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)。圖3為實施例2所得三元前驅(qū)體的剖面圖。

142.實施例3

143.制備一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體，合成化學(xué)式ni

0.90

co

0.05

mn

0.05

(oh)2。

144.1.選取材料使用硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳。金屬原料按鎳、鈷、錳的摩爾比例為0.90:0.05:0.05，配成濃度110g/l三元混合金屬鹽溶液。

145.2.第一步驟：在1#反應(yīng)釜中加入純水、氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度3.5g/l，ph為11.4；反應(yīng)溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在220r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的4.0％/h，控制反應(yīng)過程下調(diào)ph，形成一定大小的疏松中心層，將終點ph調(diào)整為11.3。等粒度d50達(dá)到3.06μm時，停止進(jìn)料，得到一種有中心疏松上包覆緊實結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)(核層)。

146.3.第二步驟：將第一步驟的料漿脫水干基料轉(zhuǎn)入2#反應(yīng)釜中，加入純水、氨水和液堿，調(diào)節(jié)氨濃度以及ph值，體系氨濃度5.0g/l，ph為10.70，溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制190r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入三元金屬混合溶液、氨水溶液、氫氧化鈉溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。其中，調(diào)整反應(yīng)過程不同階段的三元金屬流量大小和ph值持續(xù)反應(yīng)。

147.第一階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的3.0％/h，形成一定孔隙的第一連接層；第二階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的4.0％/h，形成一定孔隙的中間層；第三階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的5.5％/h，形成一定孔隙的第二連接層；第四階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的6.5％/h直到粒度達(dá)到要求，并且反應(yīng)體系ph逐步上升，終點ph升至10.8，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速逐步下降，終點轉(zhuǎn)速40r/min，持續(xù)反應(yīng)得到致密放射的殼層；等料漿粒度d50達(dá)到16-17μm要求時，停止進(jìn)料。得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體材料。

148.后處理：停止反應(yīng)后物料用適量的稀堿和純水進(jìn)行洗滌物料，干燥、過400目篩網(wǎng)篩分，包裝密封。即得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)。圖4為實施例3所得三元前驅(qū)體的剖面圖。

149.實施例4

150.制備一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體，合成化學(xué)式ni

0.95

co

0.03

mn

0.02

(oh)2。

151.1.選取材料：使用硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳。金屬原料按鎳、鈷、錳的摩爾比例為0.95:0.03:0.02，配成濃度110g/l三元混合金屬鹽溶液。

152.2.第一步驟：在1#反應(yīng)釜中加入純水、氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度3.5g/l，ph為11.4；反應(yīng)溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在220r/min，在惰性氣體氬氣保護(hù)下同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。三元金屬流量為反應(yīng)釜

有效容積的5.0％/h，控制反應(yīng)過程下調(diào)ph，形成一定大小的疏松中心層，將終點ph調(diào)整為11.2。等粒度d50達(dá)到2.40μm時，停止進(jìn)料，得到一種有中心疏松上包覆緊實結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)(核層)。

153.3.第二步驟：將第一步驟的料漿脫水干基料轉(zhuǎn)入2#反應(yīng)釜中，補(bǔ)加純水至5.0m3，加入氨水和液堿，調(diào)節(jié)氨濃度以及ph值，體系氨濃度5.0g/l，ph為10.7，溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制190r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入三元金屬混合溶液、氨水溶液、氫氧化鈉溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。其中，調(diào)整反應(yīng)過程不同階段的三元金屬流量大小和ph值持續(xù)反應(yīng)。

154.第一階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的4.0％/h，形成一定孔隙的第一連接層；第二階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的5.0％/h，形成一定孔隙的中間層；第三階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的7.0％/h，形成一定孔隙的第二連接層；第四階段三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的8.0％/h直到反應(yīng)粒度達(dá)到要求，并且反應(yīng)體系ph逐步上升，將終點ph提升至10.9，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速逐步下降，終點轉(zhuǎn)速40r/min，持續(xù)反應(yīng)得到致密放射的殼層；等料漿粒度d50達(dá)到17-18μm要求時，停止進(jìn)料。得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體材料。

155.后處理：停止反應(yīng)后物料用適量的稀堿和純水進(jìn)行洗滌物料，干燥、過400目篩網(wǎng)篩分，包裝密封。即得到一種多層多孔連接層且致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體物質(zhì)。圖5為實施例4所得三元前驅(qū)體的剖面圖。

156.對比例1

157.制備一種三層有一層多孔連接層且外殼致密結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體，合成化學(xué)式ni

0.80

co

0.10

mn

0.10

(oh)2。

158.1.選取材料：使用硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳。金屬原料按鎳、鈷、錳的摩爾比例為0.80:0.10:0.10，配成濃度110g/l三元混合金屬鹽溶液。

159.2.第一步驟：1#反應(yīng)釜中加入純水，氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度4.5g/l，ph為11.7；反應(yīng)溫度升至60℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在220r/min；同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。其中三元金屬流量為反應(yīng)釜有效溶積的4.0％/h，控制反應(yīng)過程下調(diào)ph，終點ph調(diào)整為11.0，等粒度d50達(dá)到4.5μm時，停止進(jìn)料。得到一種中心疏松層上包覆緊實結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體(核層)。

160.3.第二步驟：將第一步驟的料漿脫水干基料轉(zhuǎn)入2#反應(yīng)釜中，補(bǔ)加純水、氨水和液堿，調(diào)節(jié)氨濃度以及ph值，體系氨濃度4.5g/l，開始階段ph為10.7，溫度升至60℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制220r/min，同時通入三元金屬混合溶液、氨水溶液、氫氧化鈉溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)；初始三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的2.0％/h，終點三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的6.0％/h，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速逐步下降，終點轉(zhuǎn)速100r/min；反應(yīng)過程體系ph下降，終點ph為10.6，氨濃度保持不變；等料漿粒度d50達(dá)到17-18μm時，停止進(jìn)料。

161.后處理：停止反應(yīng)后物料用適量的稀堿和純水進(jìn)行洗滌物料，干燥、過400目篩網(wǎng)篩分，包裝密封。即得到一種三層有一層多孔連接層且外殼致密結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體。圖6為對比例1所得三元前驅(qū)體的剖面圖。

162.對比例2

163.制備一種內(nèi)部無連接層且多孔結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體，合成化學(xué)式

ni

0.846

co

0.10

mn

0.05

zr

0.004

(oh)2。

164.1.選取材料：使用硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳。金屬原料按鎳、鈷、錳的摩爾比例為0.846:0.10:0.05，配成濃度110g/l三元混合金屬鹽溶液；將硫酸鋯、檸檬酸鈉和硫酸配置成1.37g/l的鋯溶液。

165.2.第一步驟：1#反應(yīng)釜中加入純水、氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度4.5g/l，ph為11.7；反應(yīng)溫度升至60℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在220r/min，條件達(dá)到后同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、鋯溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。其中三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的4.0％/h，鋯溶液流量為2.0％/h，控制反應(yīng)過程下調(diào)ph，終點ph調(diào)整為11.0，等粒度d50達(dá)到4.7μm時，停止進(jìn)料。得到一種中心疏松層上包覆緊實結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體(核層)。

166.3.第二步驟：將第一步驟的料漿脫水干基料轉(zhuǎn)入2#反應(yīng)釜中，補(bǔ)加純水、氨水和液堿，調(diào)節(jié)氨濃度以及ph值，體系氨濃度4.5g/l，開始階段ph為10.6，溫度升至60℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制220r/min，同時通入三元金屬混合溶液、氨水溶液、氫氧化鈉溶液進(jìn)行共沉淀反應(yīng)；初始三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的3.0％/h與初始鋯溶液流量為1.5％/h，終點三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的6.0％/h與終點鋯溶液流量為3.0％/h，反應(yīng)過程中攪拌轉(zhuǎn)速逐步下降，終點轉(zhuǎn)速100r/min；反應(yīng)過程體系ph上升，終點ph為10.7，氨濃度保持不變；等料漿粒度d50達(dá)到17-18μm時，停止進(jìn)料。

167.后處理：停止反應(yīng)后物料用適量的稀堿和純水進(jìn)行洗滌物料，干燥、過400目篩網(wǎng)篩分，包裝密封。即得到一種內(nèi)部無連接層多孔結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體。圖7為對比例2所得三元前驅(qū)體的剖面圖。

168.對比例3

169.制備一種內(nèi)部無連接層且緊實結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體，合成化學(xué)式ni

0.80

co

0.10

mn

0.10

(oh)2。

170.1.選取材料：使用硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳。金屬原料按鎳、鈷、錳的摩爾比例為0.80:0.10:0.10，配成濃度110g/l三元混合金屬鹽溶液。

171.2.第一步驟：1#反應(yīng)釜中加入純水、氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度5.0g/l，ph為11.1；反應(yīng)溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在220r/min，同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。反應(yīng)保持三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的4.0％/h，保持粒度d50達(dá)到3.0-4.0μm范圍內(nèi)，得到內(nèi)部緊實的三元前驅(qū)體。

172.3.第二步驟：2#反應(yīng)釜中定量轉(zhuǎn)入第一步驟儲槽5.0m3料漿，加入氨水和液堿調(diào)節(jié)氨濃度和ph，調(diào)整體系氨濃度5.0g/l，ph為10.8；反應(yīng)溫度升至55℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在200r/min，在惰性氣體氮氣保護(hù)下同時通入鎳鈷錳三元金屬混合溶液、液堿、氨水進(jìn)行共沉淀反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，三元金屬流量為反應(yīng)釜有效容積的5.0％/h，三元流量保持不變、攪拌轉(zhuǎn)速保持不變，ph和氨濃度保持不變。等料漿粒度d50達(dá)到17-18μm時，停止進(jìn)料。得到一種無放射狀無連接層且內(nèi)部緊實結(jié)構(gòu)的正極材料前驅(qū)體。圖8為對比例3所得三元前驅(qū)體的剖面圖。

173.表1示出了上述實施例和對比例中的三元前驅(qū)體的各層結(jié)構(gòu)特征。

[0174][0175]

表2示出了上述實施例和對比例中的三元前驅(qū)體的各層結(jié)構(gòu)的平均厚度。

[0176][0177]

表3示出了上述實施例和對比例中的三元前驅(qū)體的理化性質(zhì)。

[0178][0179]

根據(jù)圖1-8以及表1-3可知，相對于對比例，實施例1、2、3、4的比表面積bet在15-18m2/g，高bet有利于增大顆粒與電解液接觸面積，從而提高電池性能。

[0180]

實施例1、2、3、4中的三元前驅(qū)體顆粒均為五層結(jié)構(gòu)，其中帶有兩層多孔連接層以及致密結(jié)構(gòu)的外殼，顆粒由內(nèi)到外均為放射狀生長，并且中間層的孔隙率小于第一連接層，第一連接層的孔隙率小于等于第二連接層。中間層顆粒呈放射狀生長且通過第一連接層和第二連接層分別連接著核層和殼層，可以提供顆粒內(nèi)部鋰離子傳導(dǎo)通道，且高bet與兩個不同孔隙的第一連接層和第二連接層有利于增大與電解液的反應(yīng)面積，提高鋰離子傳導(dǎo)效率，因而能夠顯著降低正極電阻，提高倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。并且，兩層多孔隙連接層可緩沖容納由充電和放電期間導(dǎo)致的體積變化而產(chǎn)生的應(yīng)力，同時配合緊實核層和致密放射外殼結(jié)構(gòu)可承受循環(huán)充放電產(chǎn)生的應(yīng)力，提高抗壓能力以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高電池的壽命和安全性能。

[0181]

性能測試

[0182]

將2000g實施例和對比例所制得的前驅(qū)體和lioh

·

h2o按照摩爾比1：1.03的比例，

通過高速混合機(jī)混合均勻，在空氣氣氛下采用箱式爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為780℃，高溫?zé)Y(jié)時長為12h，冷卻至室溫后進(jìn)行粉碎、過篩處理，得到鎳鈷錳三元正極材料。

[0183]

采用扣式半電進(jìn)行電化學(xué)性能測試：上述正極材料、導(dǎo)電碳黑、粘結(jié)劑pvdf(聚偏氟乙烯)按照8:1:1調(diào)成漿料，涂在鋁箔上制成正極片，負(fù)極片采用金屬鋰片，電解液采用1mol/l的lipf6/ec:dmc(體積比1:1)，在真空手套箱中將電池殼、正負(fù)電極片、隔膜、彈片、墊片組裝成扣式電池。采用藍(lán)電測試系統(tǒng)進(jìn)行電化學(xué)性能測試。

[0184]

常溫下，在3.0-4.3v條件下進(jìn)行1c循環(huán)50周測試，電化學(xué)性能如表2所示：

[0185]

表4示出了上述實施例和對比例中的三元前驅(qū)體的電化學(xué)性能。

[0186][0187]

由表4電化學(xué)性能可知，相比對比例1、2、3，實施例1-4中正極材料的電阻降低2-8(ω)，電阻幅度降低，有利于電池壽命提升。并且，實施例1-4的電化學(xué)性能的循環(huán)50周保持率提升了2.7％-5.3％，倍率性能提升了2.72％-5.3％；首放容量有一定提升，提升了5.4mah/g-15.3mah/g，首次充放電效率提升2.3％-7.3％，首效提升有利于電池能量密度提升。可見實施例1-4的多層多孔連接層致密外殼結(jié)構(gòu)的三元前驅(qū)體材料的各項電化學(xué)性能較對比例的電化學(xué)性能提升明顯，本發(fā)明的三元正極材料具有更佳優(yōu)異性能。

[0188]

以上描述的各技術(shù)特征可以任意地組合。盡管未對這些技術(shù)特征的所有可能組合進(jìn)行描述，但這些技術(shù)特征的任何組合都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為由本說明書涵蓋，只要這樣的組合不存在矛盾。

[0189]

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。技術(shù)特征：

1.一種三元前驅(qū)體，其特征在于，所述三元前驅(qū)體為鎳鈷錳氫氧化物；三元前驅(qū)體包括核層、殼層以及位于核層和殼層之間的多層連接層，所述核層和所述殼層為致密結(jié)構(gòu)，所述多層連接層均為疏松結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元前驅(qū)體，其特征在于，所述三元前驅(qū)體的化學(xué)通式為ni

x

co

y

mn

z

m

a

(oh)2，其中0.75≤x<1.0，0≤y<0.18，0≤z<0.20，0≤a＜0.1，x+y+z+a＝1；所述m為al、ti、zr、mo、cr、w、b、mg、ba、nb與sr中的至少一種；所述多層連接層包括由內(nèi)而外的第一連接層、中間層和第二連接層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三元前驅(qū)體，其特征在于，所述中間層的孔隙率小于所述第一連接層的孔隙率，所述第一連接層的孔隙率小于等于所述第二連接層的孔隙率；優(yōu)選地，所述第一連接層的孔隙率為6.84％-24.85％，所述第二連接層的孔隙率為7.02％-27.33％，所述中間層的孔隙率為2.27％-10.89％；優(yōu)選地，所述第一連接層的孔隙率為9.20％-20.07％，所述第二連接層的孔隙率為9.99％-21.78％，所述中間層的孔隙率為3.41％-8.44％。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三元前驅(qū)體，其特征在于，所述核層的平均半徑為0.90-2.90μm；所述第一連接層的平均厚度為0.69-0.92μm；所述中間層的平均厚度為1.38-1.85μm；所述第二連接層的平均厚度為1.03-1.39μm；所述殼層的平均厚度為2.75-3.69μm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三元前驅(qū)體，其特征在于，構(gòu)成所述核層、所述第一連接層、中間層和第二連接層的一次顆粒均呈針條狀，構(gòu)成殼層的一次顆粒為針條狀或條狀；構(gòu)成所述中間層和所述殼層的一次顆粒呈放射狀生長；優(yōu)選地，三元前驅(qū)體的粒徑d50為13.5-21.5μm；優(yōu)選地，三元前驅(qū)體的粒徑d50為15.5-19.5μm；優(yōu)選地，三元前驅(qū)體的比表面積為12-20m2/g；優(yōu)選地，所述三元前驅(qū)體的比表面積為13-19m2/g；優(yōu)選地，所述三元前驅(qū)體的振實密度為1.73-2.13g/cm3；優(yōu)選地，所述三元前驅(qū)體的振實密度為1.83-2.03g/cm3；優(yōu)選地，三元前驅(qū)體的粒徑分布(d90-d10)/d50為0.2-0.4。6.一種如權(quán)利要求5所述的三元前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：向反應(yīng)釜中加入含鎳、鈷、錳的三元混合溶液，并加入ph調(diào)節(jié)劑和絡(luò)合劑調(diào)節(jié)反應(yīng)液處于第一ph值和第一氨濃度下，通入保護(hù)氣體進(jìn)行第一反應(yīng)制備晶種；所述第一反應(yīng)完成后改變所述三元混合溶液的加料流量、并調(diào)節(jié)反應(yīng)液處于第二ph值和第二氨濃度下進(jìn)行第二反應(yīng)，直至得到所述三元前驅(qū)體；優(yōu)選地，所述三元混合溶液中鎳、鈷、錳金屬離子總濃度為90-130g/l。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三元前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)的加料流量為3.0-6.0％/h；所述第二反應(yīng)的加料流量為1.0-8.5％/h；

所述第二反應(yīng)包括第一階段、第二階段、第三階段和第四階段，在所述第一階段、第二階段、第三階段和第四階段的反應(yīng)過程中，每個階段的三元混合溶液的加料流量在前一階段加料流量的基礎(chǔ)上呈階梯式增大，所述階梯式增大的比例為2％-100％；優(yōu)選地，所述階梯式增大的比例為5％-100％。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三元前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)過程中調(diào)節(jié)第一ph值逐漸降低，所述第二反應(yīng)的第一階段、第二階段、第三階段和第四階段過程中調(diào)節(jié)第二ph值逐漸升高；優(yōu)選地，所述第一ph值和所述第二ph值均為10.0-12.0；優(yōu)選地，所述第一ph值的終點ph值比所述第一ph值的初始ph值低0.1-0.3；優(yōu)選地，所述第二ph值的終點ph值比所述第二ph值的初始ph值高0.1-0.4；優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)和所述第二反應(yīng)過程中的氨濃度為2.0-7.5g/l；優(yōu)選地，所述第二反應(yīng)氨濃度比所述第一反應(yīng)氨濃度高1.0-3.0g/l。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三元前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)和所述第二反應(yīng)過程中邊攪拌邊反應(yīng)，且所述第一反應(yīng)過程中的攪拌轉(zhuǎn)速維持不變，所述第二反應(yīng)過程中的攪拌轉(zhuǎn)速隨反應(yīng)進(jìn)行逐漸降低；優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為200-240r/min，所述第二反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為30-200r/min，所述第二反應(yīng)結(jié)束時的攪拌轉(zhuǎn)速降至30-100r/min；優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)完成后的晶種粒度d50為1.8-5.8μm；優(yōu)選地，所述第二反應(yīng)完成后的三元前驅(qū)體物料粒度d50為13.5-21.5μm。10.一種電池正極材料，其特征在于，由權(quán)利要求1至5中任一項所述的三元前驅(qū)體與鋰鹽混合燒結(jié)制備得到。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種三元前驅(qū)體及其制備方法、正極材料，三元前驅(qū)體為鎳鈷錳氫氧化物；三元前驅(qū)體包括核層、殼層以及位于核層和殼層之間的多層連接層，核層和殼層為致密結(jié)構(gòu)，多層連接層均為疏松結(jié)構(gòu)。該三元前驅(qū)體將核層與殼層之間的多層連接層設(shè)計為多孔疏松結(jié)構(gòu)，再配合均為致密結(jié)構(gòu)的核層和殼層，能夠提高顆?？箟耗芰σ约敖Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高電池的壽命。提高電池的壽命。提高電池的壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：余忠高 訚碩 紀(jì)方力 任永志 王一喬 尹偉 李壽奎

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中偉新材料股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2023.01.06

技術(shù)公布日：2023/5/16