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TW202508112A - 球形混合金屬氫氧化物及其製備方法與應用 - Google Patents

球形混合金屬氫氧化物及其製備方法與應用 Download PDF

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TW202508112A
TW202508112A TW113129300A TW113129300A TW202508112A TW 202508112 A TW202508112 A TW 202508112A TW 113129300 A TW113129300 A TW 113129300A TW 113129300 A TW113129300 A TW 113129300A TW 202508112 A TW202508112 A TW 202508112A
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馬克特舍費爾 尤利亞妮 米斯
阿爾明 奧爾布里希
亞歷山大 艾格貝格
亞歷山大 佐格納
亞歷山大 沃爾夫
約翰娜 科特
佩特拉 蕭茲
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德商Ｈ Ｃ 施塔克鎢業股份有限公司
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Abstract

本發明係關於球形混合金屬氫氧化物、其製備方法及其作為Li離子／聚合物電池之陰極活性材料之前驅物之用途。

Description

球形混合金屬氫氧化物及其製備方法與應用
本發明係關於球形混合金屬氫氧化物、其製備方法及其作為Li離子／聚合物電池之陰極活性材料之前驅物的用途。
Li離子／聚合物電池（Li ion/polymer battery，LIB）主要用於例如行動電話、平板電腦、膝上型電腦及電動工具等具有高能量需求之可攜式裝置中。近年來，LIB在推動電動化進展領域中的重要性更加提升。目前，LIB在電動汽車與電動助力車、以及混合動力車輛中作為能量儲存器。在未來，隨著電動交通（electromobility）之擴張及對電動汽車需求之增加，對LIB之需求將會變得更高。
LIB中採用之所有材料具有一個共同點，除了其豐度有限以外，其昂貴的回收方式亦受批判，此通常與對自然及礦區水平衡的大量干涉有關。因此，一段時間以來，焦點一直集中於開發用於再循環LIB中所含貴重金屬之有效方法上。此外，出於可獲得性及可持續性二種原因，將來不可能僅從不同貴重金屬之初級原材料來源就滿足上述需求之倍增。除了鋰本身之外，此主要適用於鎳及鈷，並且在環境方面亦以有限的方式適用於錳，該等材料被用作LIB陰極材料之主要構成成分。
先前技術已闡述多種對使用過的LIB進行處理之方法。
於此，US 2013/0302226係闡述一種再循環電池之方法，該方法包含：自廢棄小電池產生聚集電池材料之溶液；自所產生之溶液中沉澱雜質；調節該溶液以達成預定比率之所需材料；以及，沉澱該預定比率之所需材料，以形成用於新電池之陰極材料，該新電池係具有預定比率之所需過渡金屬。
US 2017/0077564係揭露一種藉由萃取而自使用過的鋰離子電池中分離出元素Co、Ni、Al及Mn之方法，在該方法中，可根據元素之相應比例添加更多的原材料，以便達成所需之元素比率。
所提出之方法的共同點在於：過程控制將相當大量的鈉引入至過程中，而該些鈉必須在過程結束時被分離及排放。例如以下文章係闡述不使用Na進行處理之第一種方式：A novel closed loop process for recycling spent Li-ion battery cathode materials（一種用於再循環使用過的Li離子電池陰極材料之新穎閉環製程），《 International Journal of Green Energy（ 國際綠色能源雜誌）》，18：15，1597-1612。在此篇文章中， J. Zhang（J.張）等人提出了一種使用LiOH及Li 2CO 3代替通常採用之NaOH及Na 2CO 3作為沉澱試劑的方式。在再循環過程結束時，所獲得之Li 2SO 4藉由電解作為LiOH及H 2SO 4被回收。
EP 4 023 610係闡述一種用於製備具有高鎳含量之NCMA前驅物的濕式合成方法。首先，在一第一反應器中，以上部饋入模式（upper feed mode）連續地生產微小的NCMA晶核（crystal nuclei），然後在一第二反應器中使用雙饋入模式（dual feed mode）誘導其顆粒生長，直至獲得所需之顆粒大小。
US 11142466係闡述一種用於製備鋰離子電池之陰極材料之製程，在該製程中，金屬硫酸鹽係於視需要地存在螯合劑的情況下與LiOH反應生成對應的氫氧化物，其中亦可使用NaOH代替LiOH。
EP 3916857係揭露一種由二次顆粒構成之Ni-Co-Al複合氫氧化物，該等二次顆粒又由含有Ni、Co及Al之一次顆粒聚集而成。此種氫氧化物之Na含量係小於0.0005質量%。
EP 3 642 160係關於摻雜有Al及Co離子之β-鎳(II)氫氧化物。據報道，該等氫氧化物中之Na含量為23 ppm，且其振實密度（tapped density）為1.97公克／立方公分（g/cm³）。
CN 102432070係揭露振實密度為2.1公克／立方公分至2.4公克／立方公分且Na含量≤10 ppm之LiMn 2O 4。
然而，由此獲得之陰極材料及自再循環過程中回收之前驅物化合物（通常為混合氧化物或碳酸鹽）球形度常常不足。然而，除了化學純度之外，球形度為在電池中具有高堆積密度且因此具有高能量密度之一先決條件。
因此，仍然需要適合在用於高性能應用之LIB中使用之陰極材料。本發明之目的為響應此種需求並提供對應的材料及其製備方法。
本發明之一目的在於提供一種用作電池之陰極前驅物材料的球形混合金屬氫氧化物，其中該混合金屬氫氧化物具有為250 ppm或低於250 ppm之鈉含量，其中該混合金屬氫氧化物包含選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬、較佳至少三金屬的混合物，或者由選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬、較佳至少三金屬的混合物組成。
本發明之另一目的在於提供一種用於製備如上述之球形混合金屬氫氧化物之方法，該方法包含： a）提供含有MSO 4之溶液； b）在存在NH 3之情況下添加LiOH以獲得混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4， 其中M代表選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬的混合物。
本發明之又一目的在於提供一種用於製備如上述之球形混合金屬氫氧化物之方法，該方法包含： a）提供含有Al 2(SO 4) 3之溶液； b）將在步驟a）中提供之溶液與包含LiOH之溶液組合； c）提供包含(Ni,Co,Mn)SO 4之另一溶液； d）在存在NH 3之情況下，將在步驟b）中獲得之溶液與在步驟c）中提供之溶液組合，以獲得混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4；以及 e）分離由此獲得之該混合金屬氫氧化物。
本發明之又一目的在於提供一種如上述之混合金屬氫氧化物作為電池、尤其是Li離子／聚合物電池之陰極前驅物材料的用途。
已令人驚訝地發現此目的係藉由具有球形形態及低鈉含量之混合金屬氫氧化物而達成。
因此，本發明首先係關於一種用作電池之陰極前驅物材料之球形混合金屬氫氧化物，其中所述混合金屬氫氧化物的特徵在於其鈉含量為250 ppm或低於250 ppm，其中所述混合金屬氫氧化物包含選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬、較佳至少三金屬的混合物，或者由選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬、較佳至少三金屬的混合物組成。
ppm值係基於混合金屬氫氧化物之總重量。混合金屬氫氧化物中之鈉含量可藉由例如原子吸收光譜法來測定。
在本發明之範圍內，除非另有說明，否則用語「金屬」包括處於其所有氧化態之金屬。
在本發明之範圍內，用語「球形」係闡述粉末之形態。
在藉由使金屬鹽溶液與氫氧化鈉水溶液反應而進行之混合氫氧化物之傳統沉澱中，高Na含量可能是一個問題，尤其是對於緻密的較大球形顆粒，其中鈉離子無法如此輕易地自顆粒之細孔中洗出。為解決此問題，可利用LiOH代替NaOH實行混合氫氧化物之沉澱，如在先前技術中已提出。然而，在此種沉澱方法中，還必須確保以充分球形形狀獲得該等顆粒。
為用於LIB中，具體而言，具有球形形態且同時具有雜質（例如，鈉）含量低之特徵的粉末為較佳的。令人驚訝的是，已發現結合了球形形態及低Na含量之優點且因此特別適合作為Li離子／聚合物電池（下文稱為LIB）中之活性材料前驅物的混合金屬氫氧化物實際上可藉由與LiOH反應而由對應的混合金屬鹽溶液製備。
因此，混合金屬氫氧化物之鈉含量為100 ppm或低於100 ppm、更佳為50 ppm或低於50 ppm、尤其為10 ppm或低於10 ppm、具體為5 ppm或低於5 ppm、或者0.5 ppm或低於0.5 ppm之一實施態樣係較佳的。
在一較佳的實施態樣中，根據本發明之混合金屬氫氧化物具有0.01 ppm或高於0.01 ppm、較佳0.05 ppm或高於0.05 ppm之Na含量。
作為LIB中之陰極材料之前驅物，主要使用NCM（NiCoMn）及NCA（NiCoAl）之混合氫氧化物或其混合物。因此，以下實施態樣係較佳的：在該實施態樣中，所述混合金屬氫氧化物具有通式M (w)(OH) w-2aO a，其中M = Ni xCo yMn zAl 1-(x+y+z)，其中0 x 1；0 y 1；0 z 1；且0.8 (x+y+z) 1，w代表金屬之平均氧化態，且0 a 1。
此外，其中2 w 3+z之一實施態樣係較佳的。其中2 w 3、更佳2 w 3-x、且甚至更佳2 w 3-(x+y+z)之一實施態樣亦為較佳的。
一個特別較佳之實施態樣的特徵在於0 a 1-x，且更具體為0 a 1-(x+y+z)。
所陳述的公式及指數範圍不應被理解為限制本發明概念。舉例而言，熟習此項技術者將以M = Ni 0.8Co 0.15Mn 0Al 1-(0.80+0.15+0)至Ni 0.8Co 0.15Al 0.05(OH) 1.95O 0.05完成一典型NCA組成物之公式。在此種情形中，在混合氫氧化物中Al 3+離子將完美地結合至M 2+離子之晶格中。儘管在M 2+層上方及下方對於每一M 2+離子都具有一OH離子，但於Al 3+離子所在之處，一個OH離子係被二價O 2-離子取代。然而，鋁亦可以AlOOH、或甚至Al(OH) 3之形式分離，只要在微觀層面上存在初級微晶之一緊密混合物、且鈉含量處於根據本發明之範圍內並且粉末顆粒具有充分之球形形狀即可。上述陳述不僅適用於Al，而且適用於例如Co及Mn，例如當空氣未被完全排除時，Co及Mn可藉由完全或部分氧化而容易地氧化成CoOOH及MnOOH。在錳之情形中，若Mn離子被氧化成四價氧化態，則在普通晶格中每一Mn離子甚至可具有2個氧化物離子。但即使二氧化錳MnO 2在微觀層面上偏析（segregation）亦不會對根據本發明之顆粒特性產生不利影響，只要Na含量低且球形度足夠即可。
在下文中，以不具有限制效果之一例示性方式總結了一些組成物。熟習此項技術者可例如藉由插值法（interpolation）或以上述定義公式容易地從中推導出其他實例。
Ni Co Mn Al
x y z 1-(x+y+z)
0.999 0.001 0.000 0.000
0.001 0.999 0.000 0.000
0.001 0.000 0.999 0.000
0.800 0.000 0.000 0.200
0.800 0.200 0.000 0.000
0.800 0.150 0.000 0.050
0.900 0.100 0.000 0.000
0.900 0.050 0.000 0.050
0.900 0.000 0.100 0.000
0.100 0.000 0.900 0.000
0.333 0.333 0.333 0.000
0.500 0.250 0.250 0.000
0.600 0.200 0.200 0.000
0.800 0.100 0.100 0.000
0.800 0.050 0.100 0.050
0.900 0.050 0.050 0.000
0.900 0.000 0.050 0.050
0.900 0.000 0.100 0.000
除了低鈉含量之外，根據本發明之混合金屬氧化物之特徵尤其在於其球形度，此表明其特別適用於高效能電池。此球形度為指示粉末顆粒之形態在何種程度上接近一球形形狀之特性，其中球形度為1係對應於一完美的球形。根據本發明之混合金屬氫氧化物之特徵特別在於顆粒之球形形狀，其形狀因子具有大於0.7、更佳大於0.9、更佳大於0.95、更佳為0.98至1之值。
根據在US 5476530第7欄及第8欄以及第5圖中提及之方法，可藉由粉末之掃描電子顯微照片來確定顆粒之形狀因子。形狀因子係藉由評估顆粒周長及顆粒面積並確定自相應量導出之直徑來確定。所提及之直徑由以下方程式得出： d U=U/ π d A=(4A/ π ) 1/2 。
顆粒之形狀因子f係由顆粒周長U及顆粒面積A根據以下方程式導出：
在一理想球形顆粒之情形中，d A與d U相等，並且將產生恰好為1之形狀因子。
為了提高LIB之效能及性質，可將各種摻雜劑添加至陰極材料中。因此，其中根據本發明之混合金屬氫氧化物更包含摻雜劑之一實施態樣係較佳的。具體而言，該等摻雜劑可衍生自鹼土金屬族、稀土元素或週期表之其他副族，較佳係選自由元素Mg、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo及W組成之群組。其他主族元素（例如，Sn）亦可作為摻雜劑被包含在內。因此，根據本發明，係提供其中Al被摻雜劑完全或部分取代之實施態樣。
現今對電池效能之期望及要求代表了一種材料上之挑戰。為了達成盡可能高之容量，已證明若使用具有盡可能呈球形形態之粉末且進而達成高堆積密度係有利的。材料之振實密度已被證明為衡量後期堆積密度之一良好量度。因此，根據本發明之混合金屬氫氧化物之以下實施態樣係較佳的，在該實施態樣中，根據ASTM 527測定，該混合金屬氫氧化物具有1.5公克／立方公分或大於1.5公克／立方公分、較佳1.8公克／立方公分或大於1.8公克／立方公分、更佳2.0公克／立方公分或大於2.0公克／立方公分、且具體為2.2公克／立方公分或大於2.2公克／立方公分之振實密度。
本發明更係關於一種用於生產根據本發明之混合金屬氫氧化物之方法，所述方法包含： a）提供含有MSO 4之溶液； b）在存在NH 3之情況下添加LiOH以獲得該混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4， 其中M代表選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二種金屬的混合物。
在一替代性實施態樣中，根據本發明之混合金屬氫氧化物較佳地藉由以下方式製備： a）提供含有Al 2(SO 4) 3之溶液； b）將在步驟a）中提供之溶液與包含LiOH之溶液組合； c）提供包含(Ni,Co,Mn)SO 4之另一溶液； d）在反應器中較佳連續地於存在NH 3之情況下，將在步驟b）中獲得之溶液與在步驟c）中提供之溶液組合，以獲得混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4；以及 e）分離由此獲得之該混合金屬氫氧化物。
在本發明之範圍內，熟習此項技術者將(Ni,Co,Mn)SO 4之名稱理解為包含Ni、Co及Mn中之至少二者、較佳三者之混合硫酸鹽。
在本實施態樣中採用之Al 2(SO 4) 3溶液在與LiOH溶液混合時係根據以下方程式反應以形成鋁酸鋰LiAl(OH) 4及Li 2SO 4： 0.5 Al 2(SO 4) 3+ 4 LiOH LiAl(OH) 4+ 1.5 Li 2SO 4。
更佳地，鋁酸鋰亦可根據以下方程式藉由將氫氧化鋁溶解於LiOH溶液中來製備： Al(OH) 3+ LiOH LiAl(OH) 4。
以鋁酸鋰之形式提供鋁之優點在於，鋁係以一特別均勻的方式併入至混合金屬氫氧化物之晶格中，而並非以氫氧化鋁之形式單獨沉澱。
無論該製程之哪一變型係較佳的，皆可依據根據本發明製程中之需求來選擇用於製備溶液之溶劑，然而，其中水性溶劑、尤其是水及水–醇混合物係較佳的。
根據本發明之方法可以不連續方式及連續或半連續方式操作。較佳地，根據本發明之方法係以半連續或連續方式操作。半連續操作模式與連續製程模式之不同之處在於：產品被連續地生產，但未連續取出產品。如此一來，生產製程中之固體濃度可增加，舉例而言，此對於獲得盡可能呈球形之粉末顆粒具有正面影響。
特別是為了獲得盡可能呈球形之粉末顆粒以及達成盡可能高之球形度，已證明在根據本發明之方法之範圍內，在相對高之固體濃度下操作係有利的。不受理論之束縛，假定顆粒之球形度可因顆粒所經受之衝擊及摩擦以及其他因素而增加。
因此，本發明之以下實施態樣為較佳的，在該實施態樣中，該方法在50公克／公升或大於50公克／公升、較佳200公克／公升或大於200公克／公升、更佳400公克／升或大於400公克／公升、尤其為600公克／公升或大於600公克／公升之固體濃度下實行。
根據本發明之方法之有利的固體濃度可例如藉由均勻地對所獲得的混合金屬氫氧化物之懸浮液進行濃縮來達成，例如藉由在沉澱期間至少部分地移除母液來達成。因此，其中根據本發明之方法在連續分離部分母液之情況下實行之一實施態樣為較佳的。在本發明之範圍內，「母液」係指從中沉積出混合金屬氫氧化物之液體。
分離部分母液可藉由不同的方法來實現。在本發明之範圍內，具體而言，藉由一靜態薄板分離器（static lamella separator）進行之分離被證明係有利的，由此可進一步增加所獲混合金屬氫氧化物之球形度。因此，其中使用一薄板分離器來實現母液之部分分離之一實施態樣係較佳的。
除了固體濃度之外，LiOH及NH 3之濃度可進一步影響粉末之形態。在一較佳的實施態樣中，LiOH濃度較佳為0.01公克／公升至4公克／公升，較佳為0.1公克／升至4公克／公升，更佳為0.1公克／公升至2公克／公升，尤其為0.3公克／公升至2公克／公升。此外，其中NH 3濃度為2公克／公升至20公克／公升、較佳為5公克／公升至20公克／公升、更佳為5公克／公升至15公克／公升之一實施態樣係較佳的。所述濃度係分別基於所採用之體積。
本發明更關於一種鈉含量為250 ppm或低於250 ppm之球形混合金屬氫氧化物，其中所述混合金屬氫氧化物藉由包括以下步驟之方法獲得： a）提供含有MSO 4之溶液； b）在存在NH 3之情況下添加LiOH以獲得混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4， 其中M代表選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬、較佳三金屬的混合物。
已證明連續或半連續之製程模式係有利的，在此種製程模式中，各別試劑溶液被連續且分別地饋入至經攪拌之懸浮液中。在連續操作中，混合金屬氫氧化物係被連續地取出，而在半連續操作中，僅試劑被連續地饋入。
本發明更關於一種鈉含量為250 ppm或低於250 ppm之球形混合金屬氫氧化物，其中所述混合金屬氫氧化物藉由包括以下步驟之方法獲得： a）提供含有Al 2(SO 4) 3之溶液； b）將在步驟a）中提供之溶液與包含LiOH之溶液組合； c）提供包含(Ni,Co,Mn)SO 4之另一溶液； d）在存在NH 3之情況下，將在步驟b）中獲得之溶液與在步驟c）中提供之溶液組合，以獲得混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4；以及 e）分離由此獲得之該混合金屬氫氧化物。
根據本發明之混合金屬氫氧化物可在對使用過的LIB進行處理之範圍內獲得。在此種情形中，其中自對使用過的LIB進行處理之方法獲得包含MSO 4或(Ni,Co,Mn)SO 4之溶液之一實施態樣係較佳的。
根據本發明之混合金屬氫氧化物之預期應用為在LIB中用作陰極材料之前驅物。對於此應用領域，可期望混合金屬氫氧化物之各組分具有一特定比率，該比率可端視電池之類型及應用之種類而變化，並且對於電池之效能至關重要。在傳統LIB中使用之鎳–鈷–錳（nickel-cobalt-manganese，NCM）混合物中，金屬之比率通常為1：1：1。然而，最近之趨勢傾向於富含鎳之粉末，該等粉末中所含組分之Ni：Co：Mn之比率為 6/ 10： 2/ 10： 2/ 10、 8/ 10： 1/ 10： 1/ 10或者甚至為 9/ 10： 0.5/ 10： 0.5/ 10或中間形式，例如其中之 8/ 10： 1.5/ 10： 0.5/ 10。有利地，混合金屬氫氧化物之組分比率可以已經在其製備製程期間進行調節。因此，其中該方法更包含調節混合金屬氫氧化物之化學計量之步驟之一實施態樣係較佳的。對化學計量之調節可藉由添加對應的一或多種組分、或者藉由選擇性的部分分離來實現。
在本發明之範圍內，用於調節化學計量比之選擇性分離係較佳的，乃因由此可避免使用額外的材料及相關之缺點。此種方式係特別有利的，乃因其可解決先前的陰極材料（其中Ni、Co及Mn以1：1：1之比率存在）向更高鎳含量材料之轉化。
為了提高LIB之效能及性質，可將各種摻雜劑添加至陰極材料中。已證明，在根據本發明之方法之範圍內，例如藉由共沉澱將此種摻雜劑引入至混合金屬氫氧化物中係有利的。因此，其中添加其他金屬（較佳以其硫酸鹽之形式）之根據本發明方法的實施態樣係較佳的。所述其他金屬可衍生自鹼土金屬族、稀土金屬或週期表之其他副族，較佳選自元素Mg、Sc、Y、Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo及W。其他主族元素（例如，Sn）亦可作為摻雜劑添加。較佳地，摻雜劑被添加至硫酸鹽溶液MSO 4及(Ni,Co,Mn)SO 4中。
根據本發明，藉由使對應的硫酸鹽與LiOH反應而由該等硫酸鹽獲得混合金屬氫氧化物，其中作為一副產物獲得Li 2SO 4。有利地，此種Li 2SO 4可用於進一步的應用中。較佳地，在根據本發明之方法之範圍內獲得之Li 2SO 4藉由電解轉化成LiOH及H 2SO 4。較佳地，二者皆被再循環至反應循環中，俾使形成一封閉的製程循環。對於電解，較佳為膜電解，尤其是電滲析，更具體為使用雙極膜之電滲析。使用陽離子交換膜及陰離子交換膜之多隔室電解係特別較佳的。
根據本發明之混合金屬氫氧化物因其球形度及其低鈉含量而特別適用於LIB。因此，本發明更關於根據本發明之混合金屬氫氧化物作為陰極前驅物材料在電池（尤其是LIB）生產中之用途。
藉由以下實施例進一步闡釋本發明，該實施例不應以任何方式被理解為限制本發明之理念。
實施例：
為了使用LiOH作為一沉澱試劑來製備球形NCM材料，將0.41公升／小時之金屬硫酸鹽溶液（含有含32.76公克／公升之鎳、1.70公克／公升之錳及1.83公克／公升之鈷的10公克／公升金屬硫酸鹽溶液）、及0.31公升／小時之LiOH溶液（含有98.7公克／公升之LiOH）、及0.11公升／小時之NH 3溶液（含有225公克／公升NH 3）連續計量添加至10公升攪拌反應器中。使用攪拌器以500轉／分鐘（rpm）之速度對反應器進行徹底混合，並使用夾套加熱將溫度維持於50℃。每個小時，使用液浸管（dip tube）在一分鐘內自反應器中輸送約0.87公升的懸浮液，以防止在取出管中沉積。因此，反應器中之填充水準隨時間推移顯示出一鋸齒分佈曲線，其中停留時間特性接近於完全連續操作之特性。
第1圖示出在500倍放大倍率（左）及200倍放大倍率（右）下在36小時的停留時間後獲得之混合金屬氫氧化物之光學顯微照片。顆粒之球形形狀清晰可見。
無
第1圖示出在500倍放大倍率（左）及200倍放大倍率（右）下在36小時的停留時間（dwelling time）後獲得之混合金屬氫氧化物之光學顯微照片。

Claims (15)

  1. 一種用作電池之陰極前驅物材料的球形混合金屬氫氧化物，其中該混合金屬氫氧化物具有為250 ppm或低於250 ppm之鈉含量，其中該混合金屬氫氧化物包含選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬的混合物，或者由選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬的混合物組成。
  2. 如請求項1所述之混合金屬氫氧化物，其中，該混合金屬氫氧化物具有通式M (w)(OH) w-2aO a，其中M = Ni xCo yMn zAl 1-(x+y+z)，其中0 x 1；0 y 1；0 z 1；且0.8 (x+y+z) 1，w代表金屬之平均氧化態，且0 a 1。
  3. 如請求項1或2所述之混合金屬氫氧化物，其中顆粒之形狀因子具有大於0.7之值。
  4. 如請求項1或2所述之混合金屬氫氧化物，其中，該混合金屬氫氧化物具有100 ppm或低於100 ppm之鈉含量。
  5. 如請求項1或2所述之混合金屬氫氧化物，其中，根據ASTM 527測定，該混合金屬氫氧化物具有為1.5公克／立方公分或大於1.5克公克／立方公分之振實密度（tapped density）。
  6. 一種用於製備如請求項1至5中任一項所述之球形混合金屬氫氧化物之方法，該方法包含： a）提供含有MSO 4之溶液； b）在存在NH 3之情況下添加LiOH以獲得混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4， 其中M代表選自由Ni、Mn、Co及Al組成之群組中之至少二金屬的混合物。
  7. 一種用於製備如請求項1至5中任一項所述之球形混合金屬氫氧化物之方法，該方法包含： a）提供含有Al 2(SO 4) 3之溶液； b）將在步驟a）中提供之溶液與包含LiOH之溶液組合； c）提供包含(Ni,Co,Mn)SO 4之另一溶液； d）在存在NH 3之情況下，將在步驟b）中獲得之溶液與在步驟c）中提供之溶液組合，以獲得混合金屬氫氧化物及Li 2SO 4；以及 e）分離由此獲得之該混合金屬氫氧化物。
  8. 如請求項6或7所述之方法，其中，該方法係以半連續或連續模式操作。
  9. 如請求項6或7所述之方法，其中，該方法係在連續分離部分母液之情況下實行。
  10. 如請求項9所述之方法，其中，係使用一薄板分離器（lamella separator）來實現母液之分離。
  11. 如請求項6或7所述之方法，其中，該方法係在50公克／公升或大於50克公克／公升之固體濃度下實行。
  12. 如請求項6或7所述之方法，其中，該方法更包含調節該混合金屬氫氧化物之化學計量的步驟。
  13. 如請求項6或7所述之方法，其中，該方法更包含藉由電解將所獲得之Li 2SO 4轉化為LiOH及H 2SO 4的步驟。
  14. 如請求項13所述之方法，其中，將LiOH及／或H 2SO 4再循環至反應循環中。
  15. 一種如請求項1至5中任一項所述之混合金屬氫氧化物作為電池之陰極前驅物材料的用途。
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