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CN106558695A - 一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法 - Google Patents

一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法 Download PDF

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CN106558695A CN201610937957.8A CN201610937957A CN106558695A CN 106558695 A CN106558695 A CN 106558695A CN 201610937957 A CN201610937957 A CN 201610937957A CN 106558695 A CN106558695 A CN 106558695A
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cobalt
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Jingmen GEM New Material Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，包括：(1)配制含有镍盐、钴盐和铝盐的混合盐溶液，混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为x:y:(1‑x‑y)，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1；(2)向混合盐溶液中加入沉淀络合剂，搅拌均匀后形成混合溶液，将混合溶液转移至水热反应釜中，在100℃‑180℃下反应12‑48小时；其中，沉淀络合剂为尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；(3)待反应结束后，对反应后所得物料进行固液分离、洗涤和烘干，得到镍钴铝复合氢氧化物。本发明采用一步水热法制备镍钴铝三元前驱体，方法工艺简单，可控性高，有利于形成粒径均匀、形貌可控、金属元素组成与分布稳定的镍钴铝前驱体。

Description

一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法
技术领域
本发明涉及电池材料制备技术领域，具体涉及一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法。
背景技术
基于特斯拉采用镍钴铝电池推出了续航能力达到300-400公里的高端电动汽车，国内企业也相继开始了对镍钴铝三元正极材料的研究。
现有的生产镍钴铝三元正极材料的工艺主要包括：(1)首先制备镍钴铝三元前驱体(即镍钴铝复合氧化物)，然后与锂源进行烧结；(2)首先制备镍钴二元前驱体，然后与锂源、铝源进行烧结。第一种工艺中，镍钴铝三元前驱体通常采用共沉淀法合成，具体来说：以氨水作为络合剂，碱液作为沉淀剂；或者采用某种络合剂先将铝盐络合，然后再与镍盐、钴盐一起进行共沉淀反应。但是，由于氢氧化铝属于两性氢氧化物，其沉淀的特殊性导致铝不能够均匀地沉淀在镍钴铝氢氧化物中，导致镍钴铝三种元素比例难以稳定控制，这不利于工业生产一致性很高的镍钴铝前驱体产品(如不同批次产品的元素组成差异小，粒径分布、振实密度等差异小)。第二种工艺先采用共沉淀法制备镍钴二元前驱体，虽然镍钴含量和比例能更准确的控制，但后续烧结工艺中需采用纯氧气气氛密封连续式烧结炉，对设备要求高，目前国内还无法达到这样的设备要求。
因此，有必要提供一种产品一致性较好的镍钴铝材料及其制备方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法。本发明镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物产品一致性较好。
本发明第一方面提供了一种镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，包括：
(1)配制含有镍盐、钴盐和铝盐的混合盐溶液，所述混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为x:y:(1-x-y)，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1；
(2)向所述混合盐溶液中加入沉淀络合剂，搅拌均匀后形成混合溶液，将所述混合溶液转移至水热反应釜中，在100℃-180℃下反应12-48小时；其中，所述沉淀络合剂为尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；
(3)待反应结束后，对反应后所得物料进行固液分离、洗涤和烘干，得到镍钴铝复合氢氧化物。
其中，所述x的范围为0.7≤x＜1，所述y的范围为0＜y＜0.3。
其中，所述混合盐溶液中，镍、钴和铝三种金属离子的总摩尔浓度为0.5mol/L-3mol/L。
其中，所述沉淀络合剂的摩尔量与所述镍、所述钴和所述铝三种金属离子的总摩尔量的比值为5-20:1。
其中，所述沉淀络合剂的摩尔量与所述镍、所述钴和所述铝三种金属离子的总摩尔量的比值为10-15:1。
本发明第一方面采用一步水热法制备镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，方法工艺简单，可控性高，能控制铝离子可以镍、钴离子在同一pH范围内实现均匀地共沉淀，有利于形成粒径均匀、形貌可控、金属元素组成与分布稳定的镍钴铝复合氢氧化物。解决了现有共沉淀技术中铝盐难以与镍钴金属离子均匀共沉淀，导致镍钴铝三种元素比例难以稳定控制的问题。
本发明第二方面提供了一种镍钴铝复合氢氧化物，所述镍钴铝复合氢氧化物为按照第一方面所述的方法制得，所述镍钴铝复合氢氧化物的分子式为NixCoyAl1-x-y(OH)3-x-y，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1。
本发明第二方面提供的镍钴铝复合氢氧化物，镍钴铝三元素比例稳定，产品一致性较好，结晶度好，粒度分布窄。
本发明第三方面提供了一种镍钴铝复合氧化物的制备方法，包括：
(1)配制含有镍盐、钴盐和铝盐的混合盐溶液，所述混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为x:y:(1-x-y)，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1；
(2)向所述混合盐溶液中加入沉淀络合剂，搅拌均匀后形成混合溶液，将所述混合溶液转移至水热反应釜中，在100℃-180℃下反应12-48小时；其中，所述沉淀络合剂为尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；
(3)待反应结束后，对反应后所得物料进行固液分离、洗涤和烘干，得到镍钴铝复合氢氧化物；
(4)将所述镍钴铝复合氢氧化物在300℃-650℃下煅烧2-8小时，得到镍钴铝复合氧化物。
其中，所述煅烧过程中以5-25℃/min的升温速率升温至300℃-650℃。
本发明第三方面提供的镍钴铝复合氧化物的制备方法，制备方法简单，制得的镍钴铝复合氧化物产品一致性较好。
本发明第四方面提供了一种镍钴铝复合氧化物，所述镍钴铝复合氧化物为按照第三方面所述的方法制得，所述镍钴铝复合氧化物的分子式为NixCoyAl1-x-yO1.5-0.5x-0.5y，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1。
其中，所述镍钴铝复合氧化物的平均粒径为2.5μm-4.5μm，振实密度为1.1g/cm3-1.8g/cm3，松装密度为0.6g/cm3-1.0g/cm3。
本发明第四方面提供的镍钴铝复合氧化物中，镍钴铝三种元素比例稳定，产品一致性较好，结晶度好，粒度分布窄。
综上，本发明有益效果包括以下几个方面：
1、本发明采用一步水热法制备镍钴铝三元前驱体的制备方法，方法工艺简单，可控性高，能控制铝离子可以镍、钴离子在同一pH范围内实现均匀地共沉淀，有利于形成粒径均匀、形貌可控、金属元素组成与分布稳定的镍钴铝前驱体；
2、本发明提供的镍钴铝复合氢氧化物和镍钴铝复合氧化物中，镍钴铝三种元素比例稳定，产品一致性较好，结晶度好，粒度分布窄。
附图说明
图1为本发明一实施方式中镍钴铝复合氢氧化物的制备方法流程图；
图2为本发明一实施方式中镍钴铝复合氧化物的制备方法流程图；
图3为本发明实施例1中制得的镍钴铝复合氢氧化物的扫描电镜图。
图4为本发明实施例1中制得的镍钴铝复合氧化物的X射线能谱(EDXA)图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
参照图1，图1为本发明一实施方式中镍钴铝复合氢氧化物的制备方法流程图；第一方面，本发明提供了一种镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，包括：
(1)配制含有镍盐、钴盐和铝盐的混合盐溶液，混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为x:y:(1-x-y)，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1；
(2)向混合盐溶液中加入沉淀络合剂，搅拌均匀后形成混合溶液，将混合溶液转移至水热反应釜中，在100-180℃下反应12-48小时；其中，沉淀络合剂为尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；
(3)待反应结束后，对反应后所得物料进行固液分离、洗涤和烘干，得到镍钴铝层状复合氢氧化物。
本发明中，步骤(1)中，镍盐包括氯化镍、硫酸镍和硝酸镍中的至少一种。
本发明中，步骤(1)中，钴盐包括氯化钴、硫酸钴和硝酸钴中的至少一种。
本发明中，步骤(1)中，铝盐包括氯化铝、硫酸铝和硝酸铝中的至少一种。
本发明中，步骤(1)中，混合盐溶液中，镍、钴和铝三种金属离子的总摩尔浓度为0.5mol/L-3mol/L。
本发明中，步骤(1)中，混合盐溶液中，镍、钴和铝三种金属离子的总摩尔浓度为0.5mol/L-1.5mol/L。
本发明中，步骤(1)中，混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝x:y:(1-x-y)，x的范围为0.7≤x＜1，y的范围为0＜y＜0.3。
本发明中，步骤(1)中，混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝0.7:0.2:0.1。
本发明中，步骤(1)中，混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝0.8:0.15:0.05。
本发明中，步骤(1)中，混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝0.85:0.1:0.05。
本发明中，步骤(2)中，混合溶液在水热反应釜中的填充度为70％-85％。
本发明中，步骤(2)中，反应过程中，水热反应釜的压强为2MPa-4.5MPa。
本发明中，步骤(2)中，采用微波加热的方法使水热反应釜温度升至100℃-180℃。采用微波加热的方法，加热均匀，可有效加快反应速率。
本发明中，步骤(2)中，沉淀络合剂的摩尔量与镍、钴和铝三种金属离子的总摩尔量的比值为5-20:1。
本发明中，步骤(2)中，沉淀络合剂的摩尔量与镍、钴和铝三种金属离子的总摩尔量的比值为10-15:1。
本发明中，沉淀络合剂既具备络合的作用，又具备沉淀作用。
现有技术在采用共沉淀法制备含镍钴铝的三元前驱体时，由于Al3+性质特殊，不与其他CO3 2-、C2O4 2-等形成沉淀，只能生成Al(OH)3沉淀，在沉淀生成过程中需要严格控制碱含量，增加了前驱体制备的难度；另一方面，由于氢氧化铝的沉淀平衡常数与氢氧化镍、氢氧化钴有较大的区别，无法在同一pH范围内实现共沉淀，且氢氧化铝为两性氢氧化物，当碱过量时，氢氧化铝溶解生成偏铝酸盐。这都不利于铝元素在三元共沉淀中形成稳定的组成与分布。
本发明中，采用尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸氢铵、碳酸铵中的至少一种作为沉淀络合剂，在密封反应釜中，与镍、钴、铝的混合溶液进行水热反应，在加热反应过程中，密封反应釜为络合沉淀剂与金属离子的反应提供了密封的、高温高压的反应环境，有助于各反应原料能充分溶解而反应，降低化学反应势能，在此种环境下，沉淀络合剂逐渐被分解释放出氨气；少量的氨与金属离子络合形成配合物；随着反应的进行，过量氨水水解生成NH4 +和氢氧根离子；氢氧根离子与金属离子反应生成金属氢氧化物沉淀。由于氨水是弱碱，氢氧化铝是微溶于氨水，生成的氢氧化铝沉淀不能转化为偏铝酸盐。克服了现有共沉淀工艺中铝含量不易稳定控制的难题。所得的镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物的一致性较高(元素组成和分布差异小)。
本发明中，沉淀络合剂为尿素。
尿素溶液在室温下呈中性，可以与金属离子形成均一溶液。待反应体系的温度升高至60℃以后，尿素开始发生水解反应产生二氧化碳和氨气，反应方程式为(NH2)2CO+H2O→CO2↑+2NH3↑。少量的NH3会与金属离子发生络合。待反应继续，释放出大量氨气，水热体系的反应溶液呈碱性(pH为10.0-12.0)，NH3和水生成氨水，NH3·H2O→NH4 ++OH-。所生成的氢氧根OH-与镍、钴、铝等金属离子反应形成共沉淀。
本发明中，步骤(2)中，反应温度为120℃-150℃。
本发明中，步骤(3)中，对反应后所得物料固液分离后，得到固体产物，对固体产物进行洗涤，直至滤液pH为中性。
本发明中，步骤(3)中，固液分离的具体操作为过滤。
此外，现有技术采用共沉淀法时，由于Al3+的引入，容易形成胶体或由超细纳米絮粒团聚而成絮状沉淀，这严重影响了材料的结晶度，从而降低了材料的物化性能。同时，共沉淀法还会产生粒度分布较宽的缺点。这是因为共沉淀过程中，金属离子与碱性溶液反应，反应条件波动时容易产生小颗粒，同时大小颗粒在反应釜中的停留时间不一致，小颗粒停留时间较短，而大颗粒停留时间较长，导致小颗粒增多，大颗粒继续长大，最终得到的镍钴铝复合氢氧化物粒度分布较宽。
本发明中，水热法提供了一个相对高温、高压的反应环境，使得反应物充分地溶解、发生反应，在稳定的条件下成核结晶，从而达到提高物质结晶度的效果。在水热条件下，能提供一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境，使反应物在釜中充分的溶解，并达到一定的过饱和度，从而形成原子或分子生长基元，进行成核结晶生长。成核结晶过程中，晶粒有序生长，粒径可控，水热法比共沉淀法得到更窄的颗粒粒径分布。
本发明采用一步水热法制备镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，方法工艺简单，可控性高，能控制铝离子可以镍、钴离子在同一pH范围内实现均匀地共沉淀，有利于形成粒径均匀、形貌可控、金属元素组成与分布稳定的镍钴铝前驱体。解决了现有共沉淀技术中铝盐难以与镍钴金属离子均匀共沉淀，导致镍钴铝三种元素比例难以稳定控制的问题。同时，本发明提供的一步水热法还能够克服共沉淀法制备产物结晶度较低，粒度分布较宽的缺点。
本发明第二方面还提供了一种镍钴铝复合氢氧化物，镍钴铝复合氢氧化物为按照第一方面所述的方法制得，镍钴铝复合氢氧化物的分子式为NixCoyAl1-x-y(OH)3-x-y，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1。
本发明中，镍钴铝复合氢氧化物的分子式为NixCoyAl1-x-y(OH)3-x-y，其中，0.7≤x＜1，0＜y＜0.3。
本发明中，镍钴铝复合氢氧化物的平均粒径为2.5-4.5μm，采用XRD表征，该镍钴铝复合氢氧化物的最高峰强度>2000，表明颗粒的结晶度较好。
本发明中，镍钴铝复合氢氧化物为类球形。
本发明第二方面提供的镍钴铝复合氢氧化物，镍钴铝三种元素比例稳定，产品一致性较好，结晶度好，粒度分布窄。
参照图2，图2为本发明一实施方式中镍钴铝复合氧化物的制备方法流程图；第三方面，本发明提供了一种镍钴铝复合氧化物的制备方法，包括：
(1)配制含有镍盐、钴盐和铝盐的混合盐溶液，混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为x:y:(1-x-y)，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1；
(2)向混合盐溶液中加入沉淀络合剂，搅拌均匀后形成混合溶液，将混合溶液转移至水热反应釜中，在100℃-180℃下反应12-48小时；其中，沉淀络合剂为尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；
(3)待反应结束后，对反应后所得物料进行固液分离、洗涤和烘干，得到镍钴铝层状复合氢氧化物；
(4)将镍钴铝层状复合氢氧化物在300℃-650℃下煅烧2-8小时，得到镍钴铝复合氧化物。
本发明中，步骤(4)中，煅烧过程中以5℃/min-25℃/min的升温速率升温至300℃-650℃。
本发明中，步骤(4)中，将镍钴铝层状复合氢氧化物在空气气氛下煅烧。
本发明中，煅烧结束后，对所得物料进行过筛，得到镍钴铝复合氧化物。
本发明第三方面提供的镍钴铝复合氧化物的制备方法，制备方法简单，制得的镍钴铝复合氧化物产品一致性较好。
第四方面，本发明提供了一种镍钴铝复合氧化物，镍钴铝复合氧化物为按照第三方面所述的方法制得，镍钴铝复合氧化物的分子式为NixCoyAl1-x-yO1.5-0.5x-0.5y，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1。
本发明中，镍钴铝复合氧化物的平均粒径为2.5μm-4.5μm，振实密度为1.1g/cm3-1.8g/cm3，松装密度为0.6g/cm3-1.0g/cm3。
本发明第四方面提供的镍钴铝复合氧化物中，镍钴铝三种元素比例稳定，产品一致性较好，结晶度好，粒度分布窄。
实施例1：
一种镍钴铝复合氧化物的制备方法，包括：
(1)按照镍、钴、铝金属离子的摩尔浓度比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝0.7:0.2:0.1的比例将镍盐、钴盐、铝盐配制成混合盐溶液，混合盐溶液中镍、钴、铝三种金属离子的总摩尔浓度在1mol/L；
(2)向混合盐溶液中加入尿素，尿素的摩尔量与镍、钴和铝三种金属离子总的摩尔量比值为10:1，搅拌均匀后形成混合溶液，将混合溶液放入聚四氟乙烯水热反应釜中，在反应釜的填充率为80％，120℃下反应24小时，反应釜的压强为3MPa；
(3)反应结束后，冷却至室温，将所得物料过滤、洗涤，直至滤液pH为中性，烘干后，得到镍钴铝复合氢氧化物；
(4)将镍钴铝复合氢氧化物以20℃/min的升温速率升温至500℃，在500℃下煅烧3小时。即可得到镍钴铝复合氧化物。
重复本实施例1中的方法，制备A、B、C三个批次的镍钴铝复合氢氧化物产品，分别对其进行ICP成分分析。根据分析结果，可知A批次产品对应的镍钴铝金属元素摩尔比为0.695:0.203:0.102；B批次产品对应的镍钴铝金属元素摩尔比为0.698:0.201:0.101；C批次产品对应的镍钴铝金属元素摩尔比为0.703:0.206:0.091。三个批次产品的金属元素含量相差不大，证明水热法确实可以获得元素组成一致性好的镍钴铝复合氢氧化物。
同时，对同一批次A镍钴铝复合氢氧化物产品，取不同区域(如上层、下层、左侧、右侧等)的三个样品E、F、G，分别对其进行ICP成分分析，得到E、F、G所分别对应的镍钴铝复合氢氧化物产品中的镍钴铝金属元素摩尔比分别为0.701:0.200:0.099、0.698:0.199:0.103、0.697:0.202:0.101。由此可知，同一批次不同区域样品的元素组成相差不大(除去在称量样品和测试过程中的人为误差、仪器误差)。
对所得镍钴铝复合氢氧化物进行扫描电子显微镜(SEM)表征，图3是本发明实施例1中制得的镍钴铝复合氢氧化物的扫描电镜图。从图3中可以看出镍钴铝复合氢氧化物的形状为类球形，球形度较高，粒径较均匀，平均粒径约为3.0μm。
同时，在SEM设备上配备有能量弥散X射线光谱仪(EDX)，对出现在扫描电镜画面中的不同的球形化合物、同一球形化合物的4个不同位点1、2、3、4进行能谱分析，所得Ni、Co、Al的元素所占比例相差不大。1、2、3、4四个点所对应的Ni:Co:Al分别为0.699:0.200:0.101；0.698:0.201:0.101；0.699：0.200:0.101；0.703:0.201:0.096。进一步佐证了本发明提供的方法确实可以获得元素组成一致性好的镍钴铝复合氢氧化物。
同时将本实施例1的A批次得到的镍钴铝复合氢氧化物进行煅烧得到的镍钴铝复合氧化物A’进行ICP成分分析，结果是镍钴铝复合氧化物A’的结构式为Ni0.695Co0.202Al0.103O1.0515；
对本发明实施例1中制得的镍钴铝复合氧化物进行扫描电子显微镜(SEM)表征。可以看出，镍钴铝复合氧化物A’的形状为类球形，球形度较高，粒径较均匀，平均粒径约为2.95μm。另外，松装密度为0.8g/cm3，振实密度为1.2g/cm3。
图4是本发明实施例1中制得的镍钴铝复合氧化物的X射线能谱(EDXA)照片。从图4中可以看出，各金属元素Ni(左图)、Co(中间的图)、Al(右图)是均匀分布在颗粒中的。
实施例2：
一种镍钴铝复合氧化物的制备方法，包括：
(1)按照镍、钴、铝金属离子的摩尔浓度比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝0.7:0.2:0.1的比例将镍盐、钴盐、铝盐配制成混合盐溶液，混合盐溶液中镍、钴、铝三种金属离子的总摩尔浓度在0.5mol/L；
(2)向混合盐溶液中加入尿素，尿素的摩尔量与镍、钴和铝三种金属离子总的摩尔量比值为10:1，搅拌均匀后形成混合溶液，将混合溶液放入聚四氟乙烯水热反应釜中，反应釜的填充率为80％，150℃下反应36小时，反应釜的压强为3.5MPa。
(3)反应结束后，冷却至室温，将所得物料过滤、洗涤，直至滤液pH为中性，烘干后，得到镍钴铝复合氢氧化物。
(4)将镍钴铝复合氢氧化物以20℃/min的升温速率升温至500℃下，在500℃下煅烧3小时。即可得到镍钴铝复合氧化物。
步骤(3)中，所得镍钴铝复合氢氧化物的形状为类球形，球形度较高，粒径较均匀，经计算，平均粒径为2.5μm；将镍钴铝复合氢氧化物样品采用ICP(电感耦合等离子体)进行成分分析，可知本实施例制得的镍钴铝复合氢氧化物的组成为Ni0.703Co0.201Al0.096(OH)2.096。
本实施例制得的镍钴铝复合氧化物的形状为类球形，球形度较高，粒径较均匀，平均粒径约为2.46μm。将镍钴铝复合氧化物样品采用ICP(电感耦合等离子体)进行成分分析，可知本实施例制得的镍钴铝复合氧化物的组成为Ni0.701Co0.202Al0.097O1.0485。另外，松装密度为0.6g/cm3，振实密度为1.1g/cm3。
实施例3：
一种镍钴铝复合氧化物的制备方法，包括：
(1)按照镍、钴、铝金属离子的摩尔浓度比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝0.8:0.15:0.05的比例将镍盐、钴盐、铝盐配制成混合盐溶液，混合盐溶液中镍、钴、铝三种金属离子的总摩尔浓度在1mol/L；
(2)向混合盐溶液中加入尿素，尿素的摩尔量与镍、钴和铝三种金属离子总的摩尔量比值为10:1，搅拌均匀后形成混合溶液。将混合溶液放入聚四氟乙烯水热反应釜中，在反应釜的填充率为80％，120℃下反应24小时，反应釜中的压强为2.5MPa。
(3)反应结束后，冷却至室温，将所得物料过滤、洗涤，直至滤液pH为中性，烘干后，得到镍钴铝复合氢氧化物。
(4)将镍钴铝复合氢氧化物以20℃/min的升温速率升温至500℃，在500℃下煅烧3小时。即可得到镍钴铝复合氧化物。
步骤(3)中，所得镍钴铝复合氢氧化物的形状为类球形，球形度较高，粒径较均匀，经计算，平均粒径为3.2μm；将镍钴铝复合氢氧化物样品采用ICP(电感耦合等离子体)进行成分分析，可知本实施例制得的镍钴铝复合氢氧化物的组成为Ni0.798Co0.149Al-0.053(OH)2.053。
本实施例制得的镍钴铝复合氧化物的形状为规则球形，球形度较高，粒径较均匀，平均粒径约为3.15μm。将镍钴铝复合氧化物样品采用ICP(电感耦合等离子体)进行成分分析，可知本实施例制得的镍钴铝复合氧化物的组成为Ni0.798Co0.149Al-0.053O1.0265。另外，松装密度为0.9g/cm3，振实密度为1.3g/cm3。
实施例4：
一种镍钴铝复合氧化物的制备方法，包括：
(1)按照镍、钴、铝金属离子的摩尔浓度比为n(Ni2+):n(Co2+):n(Al3+)＝0.85:0.1:0.05的比例将镍盐、钴盐、铝盐配制成混合盐溶液，混合盐溶液中镍、钴、铝三种金属离子的总摩尔浓度在1.5mol/L；
(2)向混合盐溶液中加入尿素，尿素的摩尔量与镍、钴和铝三种金属离子总的摩尔量比值为15:1，搅拌均匀后形成混合溶液，将混合溶液放入聚四氟乙烯水热反应釜中，在反应釜的填充率为85％，150℃下反应24小时，反应釜中的压强为4MPa。
(3)反应结束后，冷却至室温，将所得物料过滤、洗涤，直至滤液pH为中性，烘干后，得到镍钴铝复合氢氧化物。
(4)将镍钴铝复合氢氧化物以20℃/min的升温速率升温至600℃，在600℃下煅烧2小时。即可得到镍钴铝复合氧化物。
步骤(3)中，所得镍钴铝复合氢氧化物的形状为类球形，球形度较高，粒径较均匀，经计算，平均粒径为4.1μm；将镍钴铝复合氢氧化物样品采用ICP(电感耦合等离子体)进行成分分析，可知本实施例制得的镍钴铝复合氢氧化物的组成为Ni0.846Co0.103Al0.051(OH)2.051。
本实施例制得的镍钴铝复合氧化物的形状为类球形，球形度较高，粒径较均匀，平均粒径约为4.02μm。将镍钴铝复合氧化物样品采用ICP(电感耦合等离子体)进行成分分析，可知本实施例制得的镍钴铝复合氧化物的组成为Ni0.847Co0.103Al0.050O1.025。另外，松装密度为1.0g/cm3，振实密度为1.6g/cm3。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，其特征在于，包括：
(1)配制含有镍盐、钴盐和铝盐的混合盐溶液，所述混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为x:y:(1-x-y)，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1；
(2)向所述混合盐溶液中加入沉淀络合剂，搅拌均匀后形成混合溶液，将所述混合溶液转移至水热反应釜中，在100℃-180℃下反应12-48小时；其中，所述沉淀络合剂为尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；
(3)待反应结束后，对反应后所得物料进行固液分离、洗涤和烘干，得到镍钴铝复合氢氧化物。
2.如权利要求1所述的镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述x的范围为0.7≤x＜1，所述y的范围为0＜y＜0.3。
3.如权利要求1所述的镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，所述混合盐溶液中，镍、钴和铝三种金属离子的总摩尔浓度为0.5mol/L-3mol/L。
4.如权利要求1所述的镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述沉淀络合剂的摩尔量与所述镍、所述钴和所述铝三种金属离子的总摩尔量的比值为5-20:1。
5.如权利要求4所述的镍钴铝复合氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述沉淀络合剂的摩尔量与所述镍、所述钴和所述铝三种金属离子的总摩尔量的比值为10-15:1。
6.一种按照权利要求1-5任一项所述的方法制得的镍钴铝复合氢氧化物，所述镍钴铝复合氢氧化物的分子式为NixCoyAl1-x-y(OH)3-x-y，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1。
7.一种镍钴铝复合氧化物的制备方法，其特征在于，包括：
(1)配制含有镍盐、钴盐和铝盐的混合盐溶液，所述混合盐溶液中镍、钴和铝金属离子的摩尔比为x:y:(1-x-y)，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1；
(2)向所述混合盐溶液中加入沉淀络合剂，搅拌均匀后形成混合溶液，将所述混合溶液转移至水热反应釜中，在100℃-180℃下反应12-48小时；其中，所述沉淀络合剂为尿素、乙酰胺、丙烯酰胺、碳酸铵和碳酸氢铵中的至少一种；
(3)待反应结束后，对反应后所得物料进行固液分离、洗涤和烘干，得到镍钴铝复合氢氧化物；
(4)将所述镍钴铝复合氢氧化物在300℃-650℃下煅烧2-8小时，得到镍钴铝复合氧化物。
8.如权利要求7所述的镍钴铝复合氧化物的制备方法，其特征在于，所述煅烧过程中以5℃/min-25℃/min的升温速率升温至所述300℃-650℃。
9.一种按照权利要求7-8任一项所述的方法制得的镍钴铝复合氧化物，所述镍钴铝复合氧化物的分子式为NixCoyAl1-x-yO1.5-0.5x-0.5y，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1。
10.如权利要求9所述的镍钴铝复合氧化物，其特征在于，所述镍钴铝复合氧化物的平均粒径为2.5μm-4.5μm，振实密度为1.1g/cm3-1.8g/cm3，松装密度为0.6g/cm3-1.0g/cm3。
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