(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111511116.8 (22)申请日 2021.12.1 1 (71)申请人 深圳市钻 源硬质材 料有限公司 地址 518116 广东省深圳市龙岗区宝龙街 道同德社区吓坑 二路72号A栋1楼 (72)发明人 李维　刘宏兵　 (51)Int.Cl. C01G 53/00(2006.01) H01M 4/36(2006.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 多元正极材 料前驱体的制备方法 (57)摘要 本公开提供了一种多元正极材料前驱体的 制备方法， 该方法基于固态金属镍、 固态金属钴、 固态金属锰或铝， 以及其它的掺杂固态金属如 Mg、 Ca、 Sc、 Ti、 Zn、 Cr、 Fe、 Zr等为原料， 通过将 固 态金属加热熔化成成分均一的液态金属熔体； 熔 体与高速喷射进入氧化室的氧气或空气发生快 速氧化， 生成多元金属氧化物粉末； 多元金属氧 化粉末经过冷却， 即得到成分特别均匀的类球形 多元正极材料前驱体。 本公开的方法具有工艺流 程短， 环境友好， 成本 较低的特点。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114940516 A 2022.08.26 CN 114940516 A 1.一种多元正极材 料前驱体的制备 方法， 其特 征在于： 所述多元正极材料前驱体包括第 一类多元正极材料前驱体、 第 二类多元正极材料前驱 体、 第三类多元正极材 料前驱体； 所述的第一类多元正极材 料前驱体的制备步骤如下： （1） 将固态金属镍、 固态金属钴、 固态金属锰， 以及固态金属N1按照化学计量比称取， 放 入熔化炉 中， 形成固态金属 混合物A1， 其中固态金属N1为Mg、 Ca、 Sc、 Ti、 Zn、 Cr、 Fe、 Zr、 Cu、 Ru、 Al中的一种或多种； （2） 将步骤 （1） 中的A1加热 熔化， 形成 成分均一的液态金属熔体B1； （3） 将金属熔体B1注入氧化室中， 与高速射流进入氧化室中的空气或氧气发生碰撞形 成金属液滴C1， 金属液滴C1 发生快速氧化反应， 生成多元 金属氧化物粉末D1； （4） 多元 金属氧化粉末D1经 过冷却， 即得到多元正极材 料前驱体T1； 所述的第二类多元正极材 料前驱体的制备步骤如下： （1） 将固态金属镍、 固态金属钴、 固态金属铝， 以及固态金属N2按照化学计量比称取， 放 入熔化炉 中， 形成固态金属 混合物A2， 其中固态金属N2为Mg、 Ca、 Sc、 Ti、 Zn、 Cr、 Fe、 Zr、 Cu、 Ru、 Mn中的一种或多种； （2） 将步骤 （1） 中的A 2加热熔化， 形成 成分均一的液态金属熔体B2； （3） 将金属熔体B2注入氧化室中， 与高速射流进入氧化室中的高压空气或高压氧气发 生碰撞形成金属液滴C2， 金属液滴C2发生快速氧化反应， 生成多元 金属氧化物粉末D2； （4） 多元 金属氧化粉末D2经 过冷却， 即得到多元正极材 料前驱体T2； 所述的第三类多元正极材 料前驱体的制备步骤如下： （1） 将固态金属镍、 固态金属N3按照化学计量比称取， 放入熔化炉中， 形成固态金属混 合物A3， 其中固态金属N3为Mg、 Ca、 Sc、 Ti、 Zn、 Cr、 F e、 Zr、 Cu、 Ru、 Mn、 Al中的一种或多种； （2） 将步骤 （1） 中的A3加热 熔化， 形成 成分均一的液态金属熔体B3； （3） 将金属熔体B3注入氧化室中， 与高速射流进入氧化室中的高压空气或高压氧气发 生碰撞形成金属液滴C 3， 金属液滴C 3发生快速氧化反应， 生成多元 金属氧化物粉末D3； （4） 多元 金属氧化粉末D3经 过冷却， 即得到多元正极材 料前驱体T3 。 2.根据权利要求1所述的多元正极材料前驱体的制备方法， 其特征在于： 所述多元金属 氧化物粉末D1即多元正极材料前驱体T1的分子式为NixCoaMbNcOd， 其中M为Mn， N1为Mg、 Ca、 Sc、 Ti、 Zn、 Cr、 Fe、 Zr、 Cu、 Ru、 Al中的一种或多种， 0<a<0.5， 0<b<0.4， 0≤c<0.2， 1<d<2， 0.4<x <1。 3.根据权利要求1所述的多元正极材料前驱体的制备方法， 其特征在于： 所述多元金属 氧化物粉末D2即多元正极材料前驱体T2的分子式为NixCoaMbNcOd， 其中M为Al， N2为Mg、 Ca、 Sc、 Ti、 Zn、 Cr、 Fe、 Zr、 Cu、 Ru、 Mn中的一种或多种， 0<a<0.5， 0<b<0.4， 0≤c<0.2， 1<d<2， 0.4<x <1。 4.根据权利要求1所述的多元正极材料前驱体的制备方法， 其特征在于： 所述多元金属 氧化物粉末D3即多元正 极材料前驱体T3的分子式为NixNcOd， 其中N3为Mg、 Ca、 Sc、 Ti、 Zn、 Cr、 Fe、 Zr、 Cu、 Ru、 Mn、 Al中的一种或多种， 0 <c<0.55， 1<d<2， 0.4<x<1。 5.根据权利要求1所述的多元正极材料前驱体的制备方法， 其特征在于： 所述固态金属 镍、 固态金属钴、 固态金属锰 （或固态金属铝） ， 以及固态金属N1、 固态金属N2、 固态金属N3可权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114940516 A 2以是金属块、 金属球、 金属粉末、 金属棒中的任意 一种或多种。 6.根据权利要求1所述的多元正极材料前驱体的制备方法， 其特征在于： 所述固态金属 混合物A1 中的镍、 钴、 锰、 N 1可以是金属单质的形式， 也可以是镍、 钴、 锰、 N1形成的任意二元 或二元以上的多元合金形式； 所述固态金属混合物A2 中的镍、 钴、 铝、 N2可以是金属单质的 形式， 也可以是镍、 钴、 铝、 N2形成的任意二元或二元以上的多 元合金形式； 所述固态金属混 合物A3中的镍、 N3可以是金属单质的形式， 也可以是镍、 N3形成的任意二元或二元以上的多 元合金形式。 7.根据权利要求1所述的多元正极材料前驱体的制备方法， 其特征在于： 所述熔化炉 可 以是中频感应炉。 8.根据权利要求1所述的多元正极材料前驱体的制备方法， 其特征在于： 所述多元金属 氧化物粉末D1、 多 元金属氧化物粉末D2、 多 元金属氧化物粉末D3均是类球形， 中值粒径满足 D50=0.5 μm~15 μm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114940516 A 3