【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子正极材料，具体涉及一种三元正极材料前驱体及其制备方法。
技术介绍
1、随着科学技术的快速发展，锂离子电池凭借着其诸多优势，作为新能源储能电池被广泛应用。锂离子电池发展过程中，由于镍钴锰三元材料具有电压高、比容量高、成本低廉、循环及倍率性能优异等特点，被认为是最具有发展前景的锂离子电池正极材料之一，因此提高三元正极材料前驱体的电化学性能迫在眉睫。为更好发挥三元正极材料优异的性能，其前驱体的制备对三元正极材料的生产至关重要，因为前驱体直接决定了最后烧结产物的理化指标。
2、三元正极材料的前驱体在合成过程中，由于前驱体颗粒的不断生长，体系中的固含量升高，颗粒之间的碰撞概率不断增大，而不断的碰撞会导致颗粒出现裂纹，进而影响前驱体的电化学性能和循环性能。此外，考虑到前驱体的电化学性能有限，可以通过掺杂改性的方式，提高前驱体的电化学性能，从而使其烧结后形成的正极材料具有优异的电化学性能、循环性能以及安全性能。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种三元正极材料前驱体及其制备方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种三元正极材料前驱体的制备方法，通过以下步骤制备：
4、步骤s1：配置金属有机盐溶液，向金属有机盐溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵和尿素，搅拌混合后倒入高压釜，在180℃下水热反应6-10h，离心、洗涤、干燥，即得核层前驱体；
5、步骤s2：将核层前驱体分散在去离子水
6、步骤s3：将表面改性前驱体中加入乙醇搅拌混合均匀，加入改性超支化聚酯混合搅拌得到悬浊液，再将悬浊液超声处理30min后，以500rpm的转速持续搅拌2-5h，待反应结束后，过滤、干燥，即得核-壳前驱体；
7、步骤s4：将乙酸钼和乙酸镁混合均匀，记为混合物1，再将核-壳前驱体和混合物1研磨均匀，并在o2、100-120℃条件下预烧1-2h，即得三元正极材料前驱体；
8、进一步地，步骤s1中所述金属有机盐溶液为含有镍盐、钴盐、锰盐的水溶液，其中，镍盐、钴盐和锰盐的摩尔比为8：1：1，镍盐、钴盐、锰盐依次为四水合乙酸镍、四水合乙酸钴、四水合乙酸锰，金属有机盐总质量为金属有机盐溶液的2.5-3.5wt%；
9、进一步地，步骤s1中十六烷基三甲基溴化铵和尿素的用量分别为金属有机盐溶液的0.03-0.08wt%、0.5-1.5wt%；
10、进一步地，步骤s2中核层前驱体、去离子水和十二烷基硫酸钠的质量比为1-3：50：0.05-0.5；
11、进一步地，步骤s3中表面改性前驱体、乙醇和改性超支化聚酯的质量比为1-5：100：3-10；
12、进一步地，步骤s4中核-壳前驱体和混合物1的摩尔比为1：0.01-0.03，混合物1中乙酸钼和乙酸镁的摩尔比为2-3：1-2。
13、所述改性超支化聚酯由以下步骤制备：
14、步骤a1：将端羟基超支化聚酯和丁二酸酐以1：12的摩尔比加入含有n，n-二甲基甲酰胺的反应器中，同时升高体系温度至90℃，持续反应5h，待反应结束后，加入乙醚沉淀后真空干燥，即得端羧基超支化聚酯；
15、步骤a2：将端羧基超支化聚酯、kh-550和（2-氨基乙基）三甲基氯化铵盐酸盐加入反应器中，在氮气条件下，加热至80-100℃反应5-7h，待反应结束后，升高体系温度至120℃，继续反应2h，待反应结束后，真空干燥，即得改性超支化聚酯；
16、进一步地，步骤a2中羧基超支化聚酯、kh-550和（2-氨基乙基）三甲基氯化铵盐酸盐的用量比为0.01mol：0.015-0.025mol：0.025-0.035mol。
17、第二方面，本专利技术还包括采用以上制备方法制备得到的三元正极材料前驱体。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术制备的三元正极材料前驱体，是以镍、钴、锰三种元素制备核层前驱体，然后采用阴离子表面活性剂进行修饰，利用静电吸附作用，将带正电荷的改性超支化聚酯吸附在表面改性前驱体表面，以乙酸钼和乙酸镁为钼源和镁源进行元素掺杂制得。该三元正极材料前驱体具有优异的循环稳定性、安全性以及电化学性能。
20、本专利技术制备的三元正极材料前驱体，首先，以镍、钴、锰三种元素制备核层前驱体；然后采用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠对核层前驱体进行表面修饰，使其表面呈现负电荷，制得表面改性前驱体；再利用静电吸附作用，将含有季铵盐阳离子的改性超支化聚酯吸附在表面改性前驱体表面，制得核-壳前驱体；最后，以乙酸钼和乙酸镁为钼源和镁源，对核-壳前驱体进行元素掺杂，制得三元正极材料前驱体。三元正极材料前驱体中利用静电作用制得核-壳前驱体，采用改性超支化聚酯作为壳层，提高了核层前驱体的循环稳定性和安全性，这是由于改性超支化聚酯在核层前驱体颗粒外层形成三维网状结构，增强了颗粒的结构稳定性，避免了颗粒之间由于碰撞造成的开裂，进而使其具有一定的稳定性和安全性；此外，改性超支化聚酯在后期煅烧形成正极材料时，其含有的硅氧烷还能形成二氧化硅包覆在正极材料表面，包覆层的存在减少了正极材料与电解液的接触，削弱电解液对正极材料的侵蚀，稳定材料结构，还能抑制正极材料的不可逆反应，提高循环稳定性和倍率效果；最后，利用乙酸钼和乙酸镁为钼源和镁源，对核-壳前驱体进行元素掺杂，提高了三元正极材料前驱体的电化学性能，其中，钼具有优异的化学稳定性，可以提高正极材料的结构稳定性和长期使用寿命，并且还能提高电池的容量和倍率性能；镁的掺杂则会扩大正极材料的晶格结构，增加li+进出正极材料的空间，从而提高锂电池的循环寿命。
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1.一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，通过以下步骤制备：
2.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述金属有机盐溶液为含有镍盐、钴盐、锰盐的水溶液，其中，镍盐、钴盐和锰盐的摩尔比为8：1：1，镍盐、钴盐、锰盐依次为四水合乙酸镍、四水合乙酸钴、四水合乙酸锰，金属有机盐总质量为金属有机盐溶液的2.5-3.5wt%。
3.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤S1中十六烷基三甲基溴化铵和尿素的用量分别为金属有机盐溶液的0.03-0.08wt%、0.5-1.5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤S2中核层前驱体、去离子水和十二烷基硫酸钠的质量比为1-3：50：0.05-0.5。
5.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤S3中表面改性前驱体、乙醇和改性超支化聚酯的质量比为1-5：100：3-10。
6.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述改性超支化聚酯由以下步骤制备：
8.根据权利要求7所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤A2中羧基超支化聚酯、KH-550和（2-氨基乙基）三甲基氯化铵盐酸盐的用量比为0.01mol：0.015-0.025mol：0.025-0.035mol。
9.一种三元正极材料前驱体，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，通过以下步骤制备：
2.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述金属有机盐溶液为含有镍盐、钴盐、锰盐的水溶液，其中，镍盐、钴盐和锰盐的摩尔比为8：1：1，镍盐、钴盐、锰盐依次为四水合乙酸镍、四水合乙酸钴、四水合乙酸锰，金属有机盐总质量为金属有机盐溶液的2.5-3.5wt%。
3.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤s1中十六烷基三甲基溴化铵和尿素的用量分别为金属有机盐溶液的0.03-0.08wt%、0.5-1.5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤s2中核层前驱体、去离子水和十二烷基硫酸钠的质量比为1-3：50：0.05-0.5。
5.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，王乃永，林成，王梦红，马季军，
申请(专利权)人：宿迁市翔鹰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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