电极材料前驱体及其制备方法与流程

文档序号:23105296发布日期:2020-11-27 13:32阅读:229来源:国知局
电极材料前驱体及其制备方法与流程
本申请涉及锂离子电池领域,尤其涉及一种电极材料前驱体及其制备方法。
背景技术
:随着电动汽车(electricvehicle,ev)与混合电动汽车(hybrideelectricvehicle,hev)受到越来越多的重视,近几年,多元电极材料在电动汽车领域应用不断加大,开发高续航里程的电动汽车为时代所需,锂离子电池成为了发展趋势。其中,由于锂离子电池在实际使用中,需要同时满足高比容量、高安全性、高倍率性能、高循环性能,然而单一的材料通常不能满足上述所述性能,因此,可以采用多元梯度材料以满足上述多种性能,但由于制备方法的限制,得到的材料的成分比例梯度无法实现可控,导致不同材料之间界面差异过大,从而影响电池在充放电过程中的性能不能达到预期。技术实现要素:有鉴于此,有必要提供一种梯度可控的电极材料前驱体的制备方法,以解决上述问题。另,本申请还有必要提供一种电极材料前驱体。一种电极材料前驱体的制备方法,包括以下步骤:分别配制至少一种第一金属盐溶液以及至少一种第二金属盐溶液,所述第一金属盐溶液中的金属元素为第一金属,所述第二金属盐溶液中的金属元素为第二金属,所述第一金属与所述第二金属不同;分别将所述第一金属盐溶液以及所述第二金属盐溶液以第一流速比持续加入反应容器中,并与沉淀剂以及络合剂混合进行结晶处理,形成核心层;分别将所述第一金属盐溶液与所述第二金属盐溶液以连续减小的第二流速比加入至所述反应容器中,并进行结晶处理,以在所述核心层的表面形成过渡层,其中,所述第二流速比小于或等于第一流速比;及分别将所述第一金属盐溶液以及所述第二金属盐溶液以第三流速比持续加入反应容器中,并进行结晶处理,以在所述过渡层的表面形成表层,得到所述电极材料前驱体,其中,所述第三流速比小于或等于所述第二流速比。进一步地,所述第一金属选自镍、钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种;所述第二金属选自镍、钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种。进一步地,所述第一金属选自镍、钴以及铝中的至少一种,所述第二金属选自钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种。进一步地,所述第一流速比为恒定值或者变化值。进一步地,所述第三流速比为恒定值或者连续变化值。一种电极材料前驱体,所述电极材料前驱体为颗粒状,由内到外依次包括核心层、过渡层以及表层,所述核心层、所述过渡层以及所述表层均包括至少一种第一金属以及至少一种第二金属;所述第一金属在所述过渡层中占所述第一金属与所述第二金属的总摩尔数的摩尔百分数小于或等于所述第一金属在所述核心层中的摩尔百分数,所述第二金属在所述过渡层中的摩尔百分数大于或等于所述第二金属在所述核心层中的摩尔百分数。进一步地,所述第一金属在所述过渡层中的摩尔百分数小于或等于所述第一金属在所述核心层中的摩尔百分数;所述第二金属在所述过渡层中的摩尔百分数大于或等于所述第二金属在所述核心层中的摩尔百分数。进一步地,所述第一金属在所述表层中的摩尔百分数小于或等于所述第一金属在所述过渡层中的摩尔百分数;所述第二金属在所述表层中的摩尔百分数大于或等于所述第二金属在所述过渡层中的摩尔百分数。进一步地,在所述核心层中,所述第一金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数大于70%;在所述表层中,所述第二金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数大于30%。进一步地,所述第一金属选自镍、钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种;所述第二金属选自镍、钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种。本申请提供的制备方法,通过分别配制不同的第一金属盐溶液以及第二金属盐溶液,并分别控制所述第一金属盐溶液以及所述第二金属盐溶液的进料速度,能够得到预先设计的电极材料前驱体中的成分分布,制备方法可控且操作简单,适合工业化生产;另通过所述制备方法制备的电极材料前驱体,过渡层中第一金属与第二金属的成分比例依次将核心层以及表层衔接,减小核心层与表层界面差异,防止材料性能过渡太快,从而避免在充放电过程中影响质子传送,导致电极材料的性能不及预期。附图说明图1为本申请实施例提供的电极材料前驱体的制备方法流程图。图2为本申请实施例1制备的电极材料前驱体的扫描电镜测试图。图3为图2所示的电极材料前驱体的放大图。图4为沿图3所示的电极材料前驱体的线扫描电镜测试结果图。如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。具体实施方式为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
技术领域
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。请参阅图1,本申请实施例提供一种电极材料前驱体的制备方法,包括以下步骤:步骤s1:分别配制至少一种第一金属盐溶液以及至少一种第二金属盐溶液,所述第一金属盐溶液中的金属元素为第一金属,所述第二金属盐溶液中的金属元素为第二金属,所述第一金属与所述第二金属不同。其中,在同一实施例中,第一金属盐为多种时,每一第一金属均不相同;第二金属盐为多种时,每一所述第二金属均不相同。每一所述第一金属盐溶液与每一所述第二金属盐溶液均分别配制,以便于后续分别控制添加第一金属盐溶液以及第二金属盐溶液的量,从而控制制备的电极材料前驱体中第一金属与第二金属的摩尔比。所述第一金属盐以及所述第二金属盐均可以选自硝酸盐、氯盐以及硫酸盐中的至少一种。所述第一金属盐的摩尔浓度为0.2mol/l-2.5mol/l,所述第二金属盐的摩尔浓度为0.2mol/l-2.5mol/l。所述第一金属以及所述第二金属均可以选自镍、钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种。可以理解地,在同一实施例中,所述第一金属与第二金属的种类不同。优选的,所述第一金属可以选自镍、钴以及铝中的至少一种,所述第二金属可以选自钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种。其中,含有高镍(镍占金属元素的摩尔百分数大于70%)的电极材料具有高放电容量的特点,含有高钴(钴占金属元素的摩尔百分数大于70%)或高铝(铝占金属元素的摩尔百分数大于70%)的电极材料具有高稳定性的特点可以根据制备的电极材料的组装成锂离子电池后所需的电化学性能进行选择第一金属以及第二金属的种类。例如,需要得到具有高容量、高稳定性的电极材料,第一金属可以包含镍,第二金属可以包含钴以及铝中的至少一种;需要得到具有高电压、高稳定性的电极材料,第一金属可以包含钴,第二金属可包含钛或铝中的至少一种。具体地,根据需要形成的电极材料前驱体中所包含的金属元素种类选择不同的金属盐,分别配制成具有一定浓度的金属盐溶液,将不同的金属盐溶液分别置于不同的计量泵中,以分别控制加入不同金属盐的种类以及流速。步骤s2:分别将所述第一金属盐溶液以及所述第二金属盐溶液以第一流速比持续加入反应容器中,以控制第一金属与第二金属的摩尔比为第一比例,并与沉淀剂以及络合剂混合进行结晶处理,形成核心层。所述沉淀剂可以选自能够水解生成oh-、co32-的化合物,包括但不限于氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠以及碳酸钾中的至少一种。所述络合剂可以选自氨水。所述沉淀剂以及所述络合剂用于将所述第一金属盐以及第二金属盐中的金属元素沉淀下来,形成所述核心层。所述第一流速比为所述第一金属盐溶液与所述第二金属盐溶液分别加入所述反应容器中的速度比,所述第一流速比可以是恒定的值,也可以是连续变化的值。可以理解地,所述核心层中的第一金属与第二金属的摩尔比为第一比例,所述第一比例可以为恒定的值,也可以是连续变化的值。所述第一金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数大于70%,以维持制备的电极材料具有所述第一金属的主要性能。当所述第一比例为连续变化的值时,从所述核心层的中心到外层,所述第一金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数减小,所述第二金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数增加,即在制备核心层过程中,随着时间的增加,所述第一金属盐溶液的加料速度减小,所述第二金属盐溶液的加料速度增加。具体地,可通过计量泵分别控制所述将第一金属盐溶液与第二金属盐溶液的流速,将所述第金属盐溶液与所述第二金属盐溶液在离心混合器中混合,离心混合器中的转速大于或等于750rmp,然后和络合剂以及沉淀剂并流进入所述反应容器中进行结晶反应。步骤s3:分别将所述第一金属盐溶液与所述第二金属盐溶液以连续减小的第二流速比加入至所述反应容器中进行结晶处理,以在所述核心层的表面形成过渡层。第二流速比为所述第一金属盐溶液与所述第二金属盐溶液分别加入所述反应容器中的速度比。变化的第二流速比用于控制形成的所述过渡层中的第一金属与第二金属的摩尔比呈梯度变化,其中,所述第二流速比小于或等于所述第一流速比。具体地,根据需要形成的电极材料前驱体中所述第一金属与第二金属的比例调节每一金属盐的流速。在同一实施例中,在制备过渡层过程中,随着时间的增加,所述第一金属盐溶液的加料速度减小,所述第二金属盐溶液的加料速度增加,以使所述过渡层中第一金属与第二金属均成连续变化的值,从所述核心层的中心到外层,所述第一金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数减小,所述第二金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数增加。所述第一金属在所述过渡层中的摩尔百分数小于或等于所述第一金属在所述核心层中的摩尔百分数,所述第二金属在所述过渡层中的摩尔百分数大于或等于所述第二金属在所述核心层中的摩尔百分数。步骤s4:分别将所述第一金属盐溶液以及所述第二金属盐溶液以第三流速比持续加入反应容器中,以控制第一金属与第二金属的摩尔比为第二比例,并进行结晶处理,以在所述过渡层的表面形成表层,得到所述电极材料前驱体。所述第三流速比为所述第一金属盐溶液与所述第二金属盐溶液分别加入所述反应容器中的速度比,所述第三流速比可以是恒定的值,也可以是连续变化的值,所述第三流速比小于或等于所述第二流速比。可以理解地,所述表层中的第一金属与第二金属的摩尔比为第二比例,所述第二比例可以为恒定的值,也可以是连续变化的值。表层中的所述第二金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数大于30%,以保证制备的电极材料具有所述第二金属的主要性能的基础上还能维持所述电极材料具有第一金属的主要性能。当所述第二比例为连续变化的值时,从所述表层与所述过渡层邻接的表面到所述表层背离所述过渡层的表面,所述第一金属的摩尔百分数减小,所述第二金属的摩尔百分数增加,即在制备表层过程中,随着时间的增加,所述第一金属盐溶液的加料速度减小,所述第二金属盐溶液的加料速度增加。上述电极材料前驱体需进一步处理,得到能够作为锂离子电池活性物质的电极材料,其中,所述电极材料也包括所述核心层、过渡层以及表层。在一具体实施方式中,将上述电极材料前驱体经过洗涤、烘干步骤后,与锂盐按一定的比例混合后进行煅烧,得到电极材料,所述电极材料用于组装成锂离子电池。其中,在真空中进行烘干,烘干温度小于或等于100℃,烘干时间大于或等于5h。本申请还提供一种电极材料前驱体,所述电极材料前驱体为颗粒状,由内到外依次包括核心层、过渡层以及表层,所述核心层、过渡层以及表层包括至少一种第一金属以及至少一种第二金属。所述第一金属可以选自镍、钴以及铝中的至少一种,所述第二金属可以选自钴、锰、铝、锆、镁、钨、钛以及铱中的至少一种。在同一实施例中,所述核心层、过渡层以及表层中的第一金属的种类相同,所述核心层、过渡层以及表层中的第二金属的种类相同。所述核心层中的第一金属与第二金属的摩尔比为第一比例,所述第一比例可以为恒定的值,也可以是连续变化的值。核心层中的所述第一金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数大于70%。当所述第一比例为连续变化的值时,从所述核心层的中心到外层,所述第一金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数减小,所述第二金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数增加。所述第一金属在所述过渡层中的摩尔百分数小于或等于所述第一金属在所述核心层中的摩尔百分数,所述第二金属在所述过渡层中的摩尔百分数大于或等于所述第二金属在所述核心层中的摩尔百分数。在所述表层中,所述表层中的第一金属与第二金属的摩尔比为第二比例,所述第二比例可以为恒定的值,也可以是连续变化的值。表层中的所述第二金属占所述第一金属与第二金属的总摩尔数的摩尔百分数大于30%。当所述第二比例为连续变化的值时,从所述表层与所述过渡层邻接的表面到所述表层背离所述过渡层的表面,所述第一金属的摩尔百分数减小,所述第二金属的摩尔百分数增加。所述第一金属在所述表层中的摩尔百分数小于或等于所述第一金属在所述过渡层中的摩尔百分数;所述第二金属在所述表层中的摩尔百分数大于或等于所述第二金属在所述过渡层中的摩尔百分数。通过设置核心层中包含高摩尔百分比的第一金属,以维持所述第一金属的主要性能;然后设置表层中包含具有较高摩尔百分比的不同于第一金属的第二金属,以保证电极材料具有所述第二金属的主要性能的基础上还能维持所述电极材料具有第一金属的主要性能;再通过设置成分呈梯度变化的过渡层,过渡层中第一金属与第二金属的含量呈梯度衔接,减小核心层与表层界面差异,防止材料性能过渡太快,从而避免在充放电过程中影响质子传送,导致电极材料的性能不及预期。以下通过具体实施例来对本申请进行说明。实施例1分别配制浓度为2mol/l的镍盐溶液、浓度为2mol/l的钴盐溶液以及浓度2mol/l的锰盐溶液,并将镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别置于不同的计量泵中。在具有适量氢氧化钠溶液以及氨水的反应容器中,通过所述计量泵分别控制加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速为4l/h,钴盐溶液的流速为0.5l/h,锰盐溶液的流速为0.5l/h,以使镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速比为8:1:1,控制加入镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液加入时间为10h,控制混合时的转速为900rmp,并控制结晶参数,以形成核心层,所述核心层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为8:1:1。然后调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速从4l/h匀速调整至2.5l/h,钴盐溶液的流速从0.5l/h匀速调整至1l/h,锰盐溶液的流速从0.5l/h匀速调整至1.5l/h,调整时间为60h,在此期间内,控制结晶条件,形成过渡层并包覆于所述核心层的表面。形成过渡层后,停止调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,即镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别以恒定的2.5l/h、1l/h以及1.5l/h的流速进料10h,在此期间内,控制结晶条件,形成表层并包覆于所述过渡层的表面,得到电极材料前驱体,其中,所述表层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为5:2:3。将上述电极材料前驱体在80℃中真空干燥后,并与锂盐混合后煅烧,得到电极材料。实施例2分别配制浓度为2mol/l的镍盐溶液、浓度为2mol/l的钴盐溶液以及浓度2mol/l的锰盐溶液,并将镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别置于不同的计量泵中。在具有适量氢氧化钠溶液以及氨水的反应容器中,通过所述计量泵分别控制加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速为4.5l/h,钴盐溶液的流速为0.35l/h,锰盐溶液的流速为0.15l/h,以使镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速比为90:7:3,控制加入镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液加入时间为20h,控制混合时的转速为800rmp,并控制结晶参数,以形成核心层,所述核心层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为90:7:3。然后调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速从4.5l/h匀速调整至2.5l/h,钴盐溶液的流速从0.35l/h匀速调整至1l/h,锰盐溶液的流速从0.15l/h匀速调整至1.5l/h,调整时间为70h,在此期间内,控制结晶条件,形成过渡层并包覆于所述核心层的表面。形成过渡层后,停止调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,即镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别以恒定的2.5l/h、1l/h以及1.5l/h的流速进料10h,在此期间内,控制结晶条件,形成表层并包覆于所述过渡层的表面,得到电极材料前驱体,其中,所述表层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为5:2:3。将上述电极材料前驱体在80℃中真空干燥后,并与锂盐混合后煅烧,得到电极材料。实施例3分别配制浓度为2mol/l的镍盐溶液、浓度为2mol/l的钴盐溶液以及浓度2mol/l的锰盐溶液,并将镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别置于不同的计量泵中。在具有适量氢氧化钠溶液以及氨水的反应容器中,通过所述计量泵分别控制加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速为5l/h,钴盐溶液以及锰盐溶液的流速为0,以使镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速比为1:0:0,控制加入镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液加入时间为10h,并控制结晶参数,控制混合时的转速为1000rmp,以形成核心层,所述核心层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为1:0:0。然后调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速从5l/h匀速调整至1.67l/h,钴盐溶液的流速从0匀速调整至1.67l/h,锰盐溶液的流速从0匀速调整至1.67l/h,调整时间为80h,在此期间内,控制结晶条件,形成过渡层并包覆于所述核心层的表面。形成过渡层后,停止调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,即镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别以恒定的1.67l/h、1.67l/h以及1.67l/h的流速进料10h,在此期间内,控制结晶条件,形成表层并包覆于所述过渡层的表面,得到电极材料前驱体,其中,所述表层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为5:2:3。将上述电极材料前驱体在80℃中真空干燥后,并与锂盐混合后煅烧,得到电极材料。实施例4分别配制浓度为2mol/l的镍盐溶液、浓度为2mol/l的钴盐溶液以及浓度2mol/l的铝盐溶液,并将镍盐溶液、钴盐溶液以及铝盐溶液分别置于不同的计量泵中。在具有适量氢氧化钠溶液以及氨水的反应容器中,通过所述计量泵分别控制加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及铝盐溶液的流速,镍盐溶液的流速为4.15l/h,钴盐溶液的流速为0.6l/h,铝盐溶液的流速为0.25l/h,以使镍盐溶液、钴盐溶液以及铝盐溶液的流速比为83:12:5,控制加入镍盐溶液、钴盐溶液以及铝盐溶液加入时间为20h,控制混合时的转速为1100rmp,并控制结晶参数,以形成核心层,所述核心层中的金属元素镍、钴以及铝的摩尔比为83:12:5。然后调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及铝盐溶液的流速,镍盐溶液的流速从4.15l/h匀速调整至3l/h,钴盐溶液的流速从0.6l/h匀速调整至1.75l/h,铝盐溶液的流速维持0.25l/h不变,调整时间为40h,在此期间内,控制结晶条件,形成过渡层并包覆于所述核心层的表面。形成过渡层后,停止调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及铝盐溶液的流速,即镍盐溶液、钴盐溶液以及铝盐溶液分别以恒定的3l/h、1.75l/h以及0.25l/h的流速进料20h,在此期间内,控制结晶条件,形成表层并包覆于所述过渡层的表面,得到电极材料前驱体,其中,所述表层中的金属元素镍、钴以及铝的摩尔比为5:2:3。将上述电极材料前驱体在80℃中真空干燥后,并与锂盐混合后煅烧,得到电极材料。实施例5分别配制浓度为2mol/l的镍盐溶液、浓度为2mol/l的钴盐溶液以及浓度2mol/l的锰盐溶液,并将镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别置于不同的计量泵中。在具有适量氢氧化钠溶液以及氨水的反应容器中,通过所述计量泵分别控制加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速为4.5l/h,钴盐溶液的流速为0.35l/h,锰盐溶液的流速为0.15l/h,以使镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速比为90:7:3,控制加入镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液加入时间为50h,控制混合时的转速为1000rmp,并控制结晶参数,以形成核心层,所述核心层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为90:7:3。然后调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,镍盐溶液的流速从4.5l/h匀速调整至1.67l/h,钴盐溶液的流速从0.35l/h匀速调整至1.67l/h,锰盐溶液的流速从0.15l/h匀速调整至1.67l/h,调整时间为30h,在此期间内,控制结晶条件,形成过渡层并包覆于所述核心层的表面。形成过渡层后,停止调整加入所述镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液的流速,即镍盐溶液、钴盐溶液以及锰盐溶液分别以恒定的1.67l/h、1.67l/h以及1.67l/h的流速进料20h,在此期间内,控制结晶条件,形成表层并包覆于所述过渡层的表面,得到电极材料前驱体,其中,所述表层中的金属元素镍、钴以及锰的摩尔比为1:1:1。将上述电极材料前驱体在80℃中真空干燥后,并与锂盐混合后煅烧,得到电极材料。请参阅表1,为实施例1至实施例5的主要区别制备条件的汇总。表1金属元素种类核心层摩尔百分比表层摩尔百分比实施例1镍、钴、锰8:1:15:2:3实施例2镍、钴、锰90:7:35:2:3实施例3镍、钴、锰1:0:01:1:1实施例4镍、钴、铝83:12:512:7:1实施例5镍、钴、锰90:7:31:1:1请参阅表2,表2为实施例1至实施例5制备的电极材料的物理性质,包括电极材料的核心层、过渡层以及表层占所述电极材料的体积分数、所述电极材料的d50以及振实密度,从表2中的结果可以看出,实施例1至实施例5得到的电极材料的振实密度均较高。请参阅图2以及图3,图2为实施例1制备的电极材料前驱体的扫描电镜测试图,图3为图2的放大图,可以看出,电极材料前驱体为颗粒状。请参阅图4,为图3所示的线扫描电镜测试图中镍、钴以及锰金属元素的质量百分含量与电极材料颗粒扫描起点到终点的距离的关系测试图,其中,距离为0μm-1μm属于电极材料颗粒外的曲线(无实际意义),1μm对应的区域为所述电极材料的外表面(即表层),1μm-3μm的区间对应所述电极材料的表层的镍、钴以及锰金属元素的质量百分含量,经计算,镍、钴以及锰的摩尔比大致为5:2:3;3μm-9μm的区间对应所述电极材料的过渡层的镍、钴以及锰金属元素的质量百分含量,镍、钴以及锰的含量呈梯度分布;9μm-12μm的区间对应所述电极材料的内核层的镍、钴以及锰金属元素的质量百分含量,镍、钴以及锰的摩尔比大致为8:1:1。表2将实施例1至实施例5制备的电极材料组装成锂离子电池,并进行电化学性能测试,请参阅表3,表3为实施例1至实施例5制备的电极材料在不同的电流密度下的电化学性能测试结果。从表3中的测试结果可以看出实施例1至实施例5的放电克容量均较高,同时,循环多周后,容量保持率均较高,说明电极材料的稳定性好。表3放电克容量容量保持率实施例13c为198mah/g800周后为87%实施例21c为215mah/g800周后为90%实施例30.1c为220mah/g1000周后为89%实施例40.1c为190mah/g1000周后为92%实施例50.1c为220mah/g1000周后为93%本申请提供的制备方法,通过分别配制不同的第一金属盐溶液以及第二金属盐溶液,并分别控制所述第一金属盐溶液以及所述第二金属盐溶液的进料速度,能够得到预先设计的电极材料前驱体中的成分分布,制备方法可控且操作简单,适合工业化生产;另通过所述制备方法制备的电极材料前驱体,过渡层中第一金属与第二金属的成分比例依次将核心层以及表层衔接,减小核心层与表层界面差异,防止材料性能过渡太快,从而避免在充放电过程中影响质子传送,导致电极材料的性能不及预期。以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。当前第1页12
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