CN111477866B - 一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝的制备方法，依次包括：氢氧化镍钴前驱体的制备步骤：采用湿法化学共沉淀法制备氢氧化镍钴前驱体；第一次球磨处理步骤：将所述氢氧化镍钴前驱体与纳米Al2O3进行第一次球磨处理，得到镍钴铝前驱体；第二次球磨处理步骤：将所述镍钴铝前驱体与锂源进行第二次球磨处理；烧结步骤：将所述第二次球磨处理的产物进行烧结处理，得到所述三元正极材料镍钴铝。本方法采用湿法化学共沉淀法和球磨法相结合，在规模化生产上可以实现，制备的三元正极材料镍钴铝具有镍锂混排小的特点，由该三元正极材料镍钴铝制备的锂离子电池的倍率性能高、电池容量性能好且循环性能得到改善。

Description

一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝及其制备方法
技术领域
本发明属于二次电池用高镍正极材料领域，具体涉及一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝及其制备方法。
背景技术
随着新能源汽车的发展，人们对锂离子电池的容量要求越来越高，目前锂离子电池的高容量正极材料基本集中在高镍三元正极材料，包括镍钴锰正极材料(NCM622和NCM811)和镍钴铝正极材料(Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2)。其中，镍钴铝正极材料从比容量和原材料成本方面都占有优势，但是镍钴铝正极材料的制备难度较大，成为其规模化发展的瓶颈。
镍钴铝正极材料的制备技术有两种，一种为传统的湿法化学共沉淀技术，将铝盐加入到原料中与镍钴发生共沉淀，再通过烧结制备镍钴铝正极材料。湿法工艺难度大，其原因是镍钴元素与铝元素的沉淀pH值差异较大，就溶度积常数Ksp来说，氢氧化镍的Ksp为10-16，氢氧化钴的Ksp为10-14.9，氢氧化铝的Ksp为10-33，并且铝离子很难与氨水络合，因此若采用湿法共沉淀工艺，Al3+在一定的碱性条件下容易发生反应生成絮状沉淀产物，而且，由于氢氧化铝为两性氢氧化物，其在较高pH值下不稳定，这将导致镍钴铝的沉淀产物中各元素分布不均匀，二次颗粒难以长大，松装密度低等问题。另一种为干法工艺，通常有两种模式。一种是先制备(Ni,Co)(OH)2，再将镍钴前驱体进行化学包覆Al(OH)3，然后与氢氧化锂进行烧结形成镍钴铝正极材料。这种方法容易在表面形成核壳结构，其中氧化铝层作为壳层具有惰性，影响正极材料的容量发挥。另一种干法模式采用(Ni,Co)(OH)2与Al(OH)3进行球磨混合，同样会在表面形成核壳结构，形成惰性层(参见冯海兰，陈彦彬，高能量密度锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂(NCA)技术及产业发展现状，新材料产业，2015,(09)：23-27)。
在现有的高镍三元正极材料中，随着镍所占比例的提升，镍锂离子混排加剧，Ni混排在Li层，降低了放电比容量，阻碍了锂离子的扩散；同时由于镍在脱嵌锂过程中相变导致明显的体积变化，从而使材料结构的稳定性变差，循环寿命下降；高镍正极材料的正极表面更容易形成碳酸锂等杂质(镍含量超过60％后明显增多)，从而与电解液发生副反应降低循环寿命，高温严重时会导致胀气；随着镍含量的增加，正极材料的热稳定性降低，且放热增加，材料的热稳定性变差。
相对于其他高镍正极材料，镍钴铝正极材料在比容量和稳定性方面表现优异，但是在制备工艺方面，镍钴铝正极材料的技术门槛较高，尤其在化学共沉积工艺方面，由于镍钴与铝的沉积速度存在较大差异，铝的氢氧化物易形成絮状沉淀难以形成振实密度较大的镍钴铝共沉积颗粒。因此，镍钴铝正极材料的制备是一个难题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝的制备方法，将湿法化学共沉淀法和球磨法相结合，通过结合两种方法的优势，解决镍钴铝正极材料中镍锂混排严重的问题，改善三元正极材料的倍率性能以及循环性能等。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝的制备方法，依次包括：
氢氧化镍钴前驱体的制备步骤：采用湿法化学共沉淀法制备所述氢氧化镍钴前驱体；
第一次球磨处理步骤：将所述氢氧化镍钴前驱体与纳米Al2O3进行第一次球磨处理，得到镍钴铝前驱体；
第二次球磨处理步骤：将所述镍钴铝前驱体与锂源进行第二次球磨处理；
烧结步骤：将所述第二次球磨处理的产物进行烧结处理，得到所述三元正极材料镍钴铝。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述烧结处理后得到的所述三元正极材料镍钴铝的表达式为Li(NiaCobAlc)O2，其中，a，b，c表示相应元素的原子含量，在Li(NiaCobAlc)O2中，a+b+c＝1，a:0.80-0.95，b:0.01-0.15，c:0.01-0.15。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述氢氧化镍钴前驱体的制备步骤包括：
S11，将镍盐和钴盐溶于水中，搅拌均匀，得到镍钴混合盐溶液；
S12，将底液注入反应釜中，开启搅拌器，升温至设定反应温度后，然后向反应釜中注入所述镍钴混合盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液进行共沉淀反应，然后陈化，陈化后生成的沉淀物经清洗、抽滤、干燥处理后得到氢氧化镍钴前驱体，所述氢氧化镍钴前驱体的表达式为(NiaCob)(OH)2，其中，a和b表示相应元素的原子含量，a:0.75-0.90，b:0.10-0.25，且a+b＝1。在本发明的共沉淀反应中包括络合反应和沉淀反应两部分。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S11中，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍和醋酸镍中的一种或多种；所述钴盐为硫酸钴、氯化钴和醋酸钴中的一种或多种；更优选地，所述镍盐和所述钴盐的纯度都在98％以上。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S11中，所述镍盐和所述钴盐按照镍钴离子摩尔比为a:b的比例溶于水中，其中，a≥0.8，b≤0.2，a+b＝1。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，所述底液为氨水，所述络合剂溶液优选为氨水；所述沉淀剂溶液为氢氧化钠溶液。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，所述共沉淀反应的体系中，镍钴金属离子、氨和氢氧化钠的摩尔比为1:(0.5-2):(2-4)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，所述共沉淀反应的体系中，pH控制在9.5-13.5(比如10、11)；更优选pH控制在11。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，所述络合剂溶液和所述沉淀剂溶液以及所述镍钴混合盐溶液通过蠕动泵注入反应釜，所述蠕动泵的转速为3-10rpm(例如，3rpm、4rpm、5rpm、6rpm、8rpm、10rpm)；优选地，所述蠕动泵的转速为5rpm。所述蠕动泵的转速控制在该范围能较好地控制沉淀物的颗粒形貌，同时可以提高沉淀效率。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，所述设定反应温度为60-85℃(比如62℃、65℃、70℃、75℃、80℃、82℃、82℃)，更优选为78-82℃；所述共沉淀反应的时间为1-4h(比如1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h)；反应釜内搅拌速度为200-400rpm(比如220rpm、250rpm、300rpm、350rpm、380rpm)，更优选为350rpm。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，陈化时间为3-8h(比如4h、5h、6h、7h)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，所述清洗、抽滤处理交替进行多次，直至滤液的pH值小于11，优选直至滤液的pH达到8.5-10.5。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述S12中，所述干燥处理为真空干燥处理，所述干燥处理的时间为7-10h(比如7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h)，温度为100-120℃(比如105℃、110℃、115℃、118℃)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述第一次球磨处理步骤中，采用湿法球磨，介质为无水乙醇，更优选地，所述无水乙醇的加入量为180-220ml/100g物料，所述物料包括纳米Al2O3和氢氧化镍钴前驱体。如此有利于增加浸润性，使纳米颗粒比较均匀地分布在前驱体表面；如采用干法球磨可能会造成厚薄不均，还可能破坏前驱体的形状。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述第一次球磨处理步骤中，所述氢氧化镍钴前驱体与所述纳米Al2O3的摩尔比为1:0.02-1:0.15(比如1:0.04、1:0.06、1:0.08、1:0.10、1:0.12)；更优选地，所述纳米Al2O3为纳米球和纳米片中的一种或两种；进一步优选为纳米球，所述纳米球的粒径为50-500nm(比如60nm、80nm、100nm、150nm、200nm、300nm、400nm、450nm、480nm)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述第一次球磨处理步骤中，球磨时间为3-5h(比如3.5h、4h、4.5h)；球磨速度为300-800rpm/min(比如320rpm、350rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、750rpm)；球料比为5:1-15:1(比如6:1、8:1、10:1、12:1、14:1)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所属镍钴铝前驱体的表达式为(NiaCobAlc)(OH)2，其中，a，b，c表示相应元素的原子含量，a+b+c＝1，a:0.80-0.95，b:0.01-0.15，c:0.01-0.15。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述第二球磨处理步骤中，采用湿法球磨，介质为无水乙醇，更优选地，所述无水乙醇的加入量为180-220ml/100g物料，所述物料包括锂源和镍钴铝前驱体。由于所用锂源氢氧化锂可以微溶于乙醇，采用无水乙醇作为湿法球磨的介质更易使混合均匀，包覆效果更佳。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述第二次球磨处理步骤中，所述镍钴铝前驱体与所述锂源的摩尔比为1:1.02-1:1.06(比如1:1.03、1:1.04、1:1.05)，所述锂源为氢氧化锂。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述第二次球磨处理步骤中，球磨时间为4-8h(比如4.5h、5h、6h、7h、7.5h)；球磨速度为200-600rpm/min(比如220rpm、250rpm、300rpm、400rpm、500rpm、550rpm、580rpm)；球料比为5:1-15:1(比如6:1、8:1、10:1、12:1、14:1)。
在上述制备方法中，作为一种优选方式，所述烧结步骤中，所述烧结处理的气氛为氧气气氛。试验表明，采用空气气氛烧结效果不佳，导致镍锂混排现象加重，且产物结块。烧结过程中发生化学反应，反应式如下：
2(NiCo)(OH)2+4LiOH+O2→2Li(NiCo)O2+Li2O+3H2O。
本申请的烧结整个过程的通氧量要保持一定的过剩，不但提供充足的用于参与反应的氧，还用于氧化过程中的排水，即还可以把生成的水蒸气带走，尤其降温阶段仍然要保持通氧过剩，这一点容易被本领域内技术人员忽略；根据申请人实践经验，通氧量需要保持在反应需求量的10倍或者更多方能获得较为理想的减小镍锂混排的效果。
在上述制备方法中，作为一种优选方式，所述烧结步骤中，烧结温度为650-700℃(比如660℃、670℃、680℃、690℃、695℃)，在所述烧结温度下保温的时间为6-12h(比如7h、8h、9h、10h、11h)，从室温升温至烧结温度的升温速率为2-5℃/min(比如2.5℃/min、3℃/min、4℃/min、4.5℃/min)；更优选地，从室温升温至烧结温度的过程中设置一个中间保温台阶，进一步优选地，从室温升温至中间保温台阶的温度300-400℃(比如320℃、350℃、370℃、390℃)时保温2-4h(比如2.5h、3h、3.5h)。
在上述制备方法中，作为一种优选方式，所述烧结步骤中，在烧结温度下保温后还包括降温，所述降温的过程保持氧气气氛。
一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝，采用上述方法制备得到。
与现有技术相比，本发明所具有如下有益效果：
1)采用化学共沉淀法制备氢氧化镍钴二元前驱体，保证镍钴按照一定的摩尔比例混合所形成的氢氧化镍钴二元前驱体晶体结构具有完整性。
2)采用纳米Al2O3与氢氧化镍钴二元前驱体颗粒进行混合、包覆，在镍钴前驱体表面形成渗透层，避免形成惰性层；后续通过烧结形成表面的包覆层同时将Al扩散进入镍钴晶体结构，有效地改善了高镍正极材料的镍锂混排，能更好地稳定晶体结构。
3)本申请提供的制备方法为一个整体，采用共沉淀和两次球磨、适当的烧结制度结合的方法，制备的镍钴铝三元正极材料的镍锂混排小，采用该正极材料制备的锂离子电池，电池容量倍率性能好且循环性能得到改善。
附图说明
图1是本发明实施例1中纳米氧化铝形貌的扫描电镜图(SEM)(50000倍)。
图2是本发明实施例1中制备的镍钴铝三元正极材料的X射线衍射图(XRD)。
图3是本发明实施例1中制备的镍钴铝三元正极材料的电镜能谱图(EDS)。
图4是本发明实施例1中制备的镍钴铝三元正极材料的扫描电镜图(SEM)。
图5是本发明实施例1中制备的镍钴铝三元正极材料倍率性能曲线图。
图6是本发明实施例1制备的镍钴铝三元正极材料在25℃的0.1C、0.2C和0.5C下充放电曲线图。
图7是采用对比例1中的工艺所制备的镍钴铝三元正极材料的倍率性能曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中所用原料和试剂都可以从市场上购买。本申请所用钴盐为七水合硫酸钴，Co含量大于>20.5wt％；镍盐为六水合硫酸镍，纯度>99wt％。
实施例1
本实施例采用如下的具体工艺参数和步骤来制备镍钴铝正极材料，具体如下：
(1)氢氧化镍钴前驱体的制备步骤：
S11，镍钴混合盐溶液制备步骤：
将六水硫酸镍223.42g(0.85mol)，七水硫酸钴42.17g(0.15mol)，按照(NiaCob)(OH)2中a和b的摩尔比例0.85:0.15，溶于水中配成1L的镍钴混合盐溶液。
S12，氢氧化镍钴前驱体的制备步骤：
首先，在带有保温套的反应釜中加入氨水底液，加热底液温度至设定温度50℃，初始pH值为13，开启反应釜中的搅拌器(搅拌速度300rpm)；然后将金属离子浓度为1mol/L的镍钴混合盐溶液经蠕动泵以3rpm的转速注入反应釜中，与底液进行络合反应，在溶液pH值下降到9时，将4mol/L浓度的氢氧化钠溶液以5rpm的转速经蠕动泵注入反应溶液中；溶液产生沉淀，随着反应的进行，pH值逐渐上升，反应至pH值为11时，将镍钴盐溶液蠕动泵的转速从3rpm增加到5rpm，将氨水以蠕动泵转速5rpm的速度注入反应液中。随着反应的进行，pH值保持稳定在11后，将镍钴盐溶液的蠕动泵的转速提高到10rpm；调节氢氧化钠溶液的注入速度，控制反应体系的pH为11左右，继续反应2h，停止反应；然后经4h陈化，最后对反应生成的沉淀产物进行反复清洗，抽滤，直至滤液的pH值达到10.5时收集沉淀产物。在真空烘箱中于110℃干燥处理所收集的沉淀产物12h，即可获得氢氧化镍钴前驱体(Ni0.85Co0.15)(OH)2。
(2)第一次球磨步骤(镍钴铝前驱体制备步骤)
将步骤S12中制得的氢氧化镍钴前驱体与纳米Al2O3进行球磨，以使纳米Al2O3均匀分散在前驱体颗粒表面，得到镍钴铝前驱体。图1是本发明实施例1中纳米氧化铝形貌的扫描电镜图(SEM)(50000倍)，从图中可以看出，纳米氧化铝的直径分布在100-200nm之间。
具体地，称取步骤S12中所述氢氧化镍钴前驱体90g(0.98mol)，称取2.72g(0.0267mol)纳米Al2O3，并量取100ml无水乙醇，加入至球磨罐中进行球磨混合，采用氧化锆球为磨料，球料比为10:1，球磨速度400rpm，正转30min，反转30min，循环四次，共球磨4h。
(3)第二次球磨步骤
将LiOH·H2O与步骤(2)制得的镍钴铝前驱体进行球磨混合，具体步骤如下：
称取90g(0.98mol)步骤(2)中球磨后的镍钴铝前驱体与47g(1.12mol)LiOH·H2O，并量取200ml无水乙醇，加入至球磨机中进行球磨混合，球料比为10:1，球磨速度200rpm，正转30min，反转30min，循环四次，共球磨4h。得到LiOH·H2O与镍钴铝前驱体的混合物。
(4)烧结步骤：将步骤(3)中球磨后得到的混合物装入氧化铝陶瓷舟中，以5℃/min中的速度进行升温，在350℃保温3h，继续以3℃/min升温至680℃保温8h，随炉冷却至室温后，取出产品即可得到的镍钴铝三元正极材料。烧结过程以及冷却过程中全程通入氧气，氧气流量1L/min，得到的镍钴铝三元正极材料的结构式为Li(Ni0.84Co0.11Al0.05)O2。
为了分析所得镍钴铝三元正极材料的镍锂混排性能、材料的组成成分和纳米氧化铝的有效掺杂程度，使用BruckD8X射线衍射仪，FEI场发射扫描电镜分别进行了镍钴铝三元正极材料的XRD结构分析、扫描电镜能谱分析，并采用扫描电镜(SEM)对镍钴铝三元正极材料的形貌特征进行了表征。
层状正极材料中锂与过渡金属的排列关系一般可根据XRD谱图中003峰与104峰的强度值的比值进行判断。这个比值越大说明Li与过渡金属的混排程度就越小，通常认为这个比值大于1.2时，混排程度就很小。图2是本实施例中制备的镍钴铝三元正极材料的X射线衍射图(XRD)，从图2可以看出，I003/I104＝1.8，本实施例所得正极材料的镍锂混排程度很小，有利于可逆比容量的发挥。
图3对本实施例烧结后镍钴铝三元正极材料进行成分分析，从图3可以得到Ni:Co:Al＝85.7:11.9:2.4(wt％)，表明通过球磨方式可以将Al掺杂进镍钴前驱体中。
图4是实施例1中制备的镍钴铝三元正极材料的扫描电镜图，从图4可以看出，镍钴铝三元正极材料的颗粒几乎都呈球形且分布比较均匀，颗粒的平均粒径约为5μm，镍钴铝三元正极材料的这种结构有利于改善锂离子电池的倍率性能和充放电性能。
电池的制备及其电化学性能测试：将本实施例得到的镍钴铝三元正极材料、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按质量比8:1:1的比例混合研磨半小时，滴加NMP(氮甲基吡咯烷酮)调至糊状均匀涂覆在铝箔上，烘干后辊压冲片，制得正极片；以金属锂片为负极，以聚丙烯微孔膜为隔膜，以1mol/L的LiPF6为电解液，在手套箱中组装成扣式CR2032型电池。
将组装好的电池在室温下分别进行0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C恒流充放电测试(如图5和图6所示)。
图5是本发明实施例1中制备的镍钴铝三元正极材料倍率性能曲线图，从图中可以看出所制备的正极材料在不同的倍率条件下，容量保持稳定，在高倍率条件下仍能保持较高的容量。
图6是本发明实施例1制备的镍钴铝三元正极材料在25℃的0.1C、0.2C和0.5C下充放电曲线图，从图中可以看出：在不同倍率条件下，充放电曲线的充放电平台压稳定，说明该材料的充放电的稳定性好，晶体结构在循环过程中保持良好的结构稳定性。
在电压范围为2.7～4.3V内，0.1C恒流充放电测试中，该材料首次放电比容量为202.25mAh/g，10次循环后放电容量几乎与初始放电后的容量保持不变。
同样地，在室温下分别进行0.2C、0.5C、1C、2C、5C恒流充放电测试(图5)，10次循环后的容量几乎与相同恒流条件下初始放电后的容量保持不变。
因此，采用共沉淀和球磨结合的方法制备的镍钴铝三元正极材料制备的锂离子电池具有很高的倍率性能，电池容量性能好且循环性能得到改善。
实施例2-6
实施例2-6跟实施例1相比，差别仅在于所采用的第一次球磨处理步骤的球磨制度不同，其他皆相同。实施例2-6的球磨参数及正极材料的性能如表1所示。
由表1可以看出，与实施例4-5相比，实施例2-3所制备的正极材料的镍锂混排程度较小；经过倍率测试，0.1C条件下充放电容量较高。实施例6除了球料比与实施例1不同，其他球磨制度相同。但是，与实施例1相比，实施例6所制备的正极材料的镍锂混排程度变高。
表1 实施例2-6的球磨参数及正极材料的性能
Figure BDA0002490479250000101
对比例1
本对比例跟实施例1相比，差别在于，对比例采用一次球磨，即将实施例1中的步骤(2)和步骤(3)融为一步，其他皆相同。具体的球磨制度为：
称取步骤S12中所述氢氧化镍钴前驱体100g(1.078mol)，称取2.72g(0.0267mol)纳米Al2O3，47g(1.12mol)LiOH·H2O，并量取200ml无水乙醇，加入至球磨机中进行球磨混合，球料比为10:1，球磨速度400rpm，正转30min，反转30min，循环四次，共球磨4h。
对本对比例制得的正极材料进行性能测试，得到的结果如下：所制备的正极材料经过倍率测试，0.1C条件下充放电容量可以达到200mAh/g,但是随着循环次数增加，放电容量的衰减较快，如图7所示。在低倍率条件下的循环衰减表明在循环过程中在正极材料表面所形成的SEI膜不稳定，在循环过程中，正极材料的表面结构出现坍塌变化。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (26)

1.一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝的制备方法，其特征在于，所述制备方法依次包括：
氢氧化镍钴前驱体的制备步骤：采用湿法化学共沉淀法制备所述氢氧化镍钴前驱体，所述氢氧化镍钴前驱体的表达式为(Ni0.85Co0.15)(OH)2；
第一次球磨处理步骤：将所述氢氧化镍钴前驱体与纳米Al2O3进行第一次球磨处理，得到镍钴铝前驱体，所述第一次球磨为湿法球磨，介质为无水乙醇，球磨速度为350-800 rpm，球料比为10:1，球磨时间为3-5 h；所述纳米Al2O3为纳米球，粒径为100-200nm；
第二次球磨处理步骤：将所述镍钴铝前驱体与锂源进行第二次球磨处理；
烧结步骤：将所述第二次球磨处理的产物进行烧结处理，所述烧结温度为650-680 ℃，得到所述三元正极材料镍钴铝，所述烧结处理的整个过程保持通氧量为反应需求量的10倍以上。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化镍钴前驱体的制备步骤包括：
S11，将镍盐和钴盐溶于水中，搅拌均匀，得到镍钴混合盐溶液；
S12，将底液注入反应釜中，开启搅拌器，升温至设定反应温度后，然后向反应釜中注入所述镍钴混合盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液进行共沉淀反应，然后陈化，陈化后生成的沉淀物经清洗、抽滤、干燥处理后得到所述氢氧化镍钴前驱体。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述S11中，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍和醋酸镍中的一种或多种；所述钴盐为硫酸钴、氯化钴和醋酸钴中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述S12中，所述络合剂溶液和所述沉淀剂溶液以及所述镍钴混合盐溶液通过蠕动泵注入反应釜，所述蠕动泵的转速为3-10 rpm。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述蠕动泵的转速为5 rpm。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述S12中，所述底液为氨水，所述络合剂溶液为氨水；所述沉淀剂溶液为氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述S12中，所述共沉淀反应的体系中，镍钴金属离子、氨水和氢氧化钠的摩尔比为1:(0.5-2):(2-4)。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述S12中，所述共沉淀反应的体系中，pH控制在9.5-13.5。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述共沉淀反应的体系中，pH控制在11。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述S12中，所述设定反应温度为60-85℃；所述共沉淀反应的时间为1-4 h；反应釜内搅拌速度为200-400rpm。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述设定反应温度为78-82℃。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，反应釜内搅拌速度为350rpm。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述S12中，陈化时间为3-8 h。
14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述S12中，所述清洗、抽滤处理交替进行多次，直至滤液的pH值小于11。
15.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述清洗、抽滤处理交替进行多次，直至滤液的pH达到8.5-10.5。
16.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述S12中，所述干燥处理为真空干燥处理，所述干燥处理的时间为7-10 h，温度为100-120℃。
17.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述第一次球磨处理步骤中，所述氢氧化镍钴前驱体与所述纳米Al2O3的摩尔比为1:0.02 - 1:0.15。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，
所述第一次球磨处理步骤中，所述无水乙醇的加入量为180-220ml/100g物料。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述第一次球磨处理步骤中，所述镍钴铝前驱体的表达式为(NiaCobAlc) (OH)2，其中，a，b，c表示相应元素的原子含量，a+b+c=1，a:0.80-0.95，b: 0.01 - 0.15，c: 0.01 - 0.15。
20.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述第二次球磨处理步骤中，所述镍钴铝前驱体与所述锂源的摩尔比为1:1.02 - 1:1.06，所述锂源为氢氧化锂。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，
所述第二次球磨处理步骤中，采用湿法球磨，介质为无水乙醇。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述第二次球磨处理步骤中，采用湿法球磨，介质为无水乙醇，所述无水乙醇的加入量为180-220ml /100g物料。
23.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述第二次球磨处理步骤中，球磨时间为4-8 h；球磨速度为200-600 rpm；球料比为5:1 - 15:1。
24.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述烧结步骤中，在所述烧结温度下保温的时间为6-12 h，从室温升温至烧结温度的升温速率为2-5 ℃/min。
25.根据权利要求24所述的制备方法，其特征在于，
从室温升温至烧结温度的过程中设置一个中间保温台阶，从室温升温至中间保温台阶的温度为300-400 ℃时保温2-4 h。
26.一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝，其特征在于，所述三元正极材料镍钴铝采用权利要求1-25任一项所述的制备方法制备得到，所述三元正极材料镍钴铝的表达式为Li(NiaCobAlc)O2，其中，
a，b，c表示相应元素的原子含量，在Li (NiaCobAlc)O2中，a+b+c=1，a: 0.80-0.95，b:0.01-0.15，c: 0.01-0.15。
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