[發明專利]一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法

在審

• 申請號: 201510830563.8
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105399154A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 常全忠;江名喜;劉進才;褚鳳輝;王娟輝;王兆哲;楊平;萬雲云
• 申請（專利權）人: 蘭州金川新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C01G53/04
• 分類號: C01G53/04;C01G51/04;C01G45/02;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，涉及一種鋰離子電池用鎳鈷錳三元氫氧化物的連續合成方法。

背景技術

隨著數碼產品行業的不斷發展，人們對電池的需求日益增加。鎳鈷錳酸鋰是一種重要的鋰電池正極材料，生產和使用日益廣泛，市場需求量較大。鎳鈷錳氫氧化物的生產方式各不相同，目前一般采用單釜間歇式和單釜連續合成工藝生產，單釜間歇式生產工藝產率較低，單釜連續生產工藝產率高，但生產的鎳鈷錳氫氧化物粒度分布寬，影響鎳鈷錳三元氫氧化物的性能。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種產品性能穩定，粒度分布窄，微粉少，形貌可控，過程連續的鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于在其生產過程中，首先在鎳、鈷、錳的金屬鹽溶液加入氫氧化鈉溶液和氨水溶液，控制反應體系的pH值為10.0-12.0，進行造核反應，至反應生成的晶核粒度為3-5μm，得到含晶核的混合液；再將含晶核的混合液與鎳、鈷、錳的金屬鹽溶液、氫氧化鈉溶液和氨水溶液合流，控制體系的pH為9.5-11.5，進行晶核長大反應，經陳化、過濾、洗滌、干燥，得到鎳鈷錳氫氧化物。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于進行造核反應的金屬鹽溶液的鎳、鈷、錳三種金屬粒子總濃度為1.0-2.0mol/L；氫氧化鈉溶液濃度為2.5-8.0mol/L，氨水溶液濃度為4.0-10.0mol/L。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于進行晶核長大反應時，金屬鹽溶液、氫氧化鈉溶液和氨水合流的體積比為10:5:1。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于其陳化時間為2-8小時。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于造核反應和晶核長大反應的溫度為45-75℃。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于造核反應和晶核長大反應體系中氨濃度為3-12g/L。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于所述的進行造核反應是在反應釜中進行，反應完成后的晶核料漿加入中間給料釜，晶核料漿在中間給料釜攪拌均勻，再與氫氧化鈉溶液和氨水溶液合流，泵入晶核長大反應釜，在攪拌進行晶核長大反應，晶核長大后的料漿由晶核長大反應釜溢流排出，進入陳化反應釜中，進行陳化反應。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于進行造核反應時，控制金屬鹽溶進入反應釜流量為1-50L/h，攪拌轉速為200-500rpm，pH值范圍為10.0-12.0。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于進行晶核長大反應時，控制晶核料漿加入流量為2-150L/h；金屬鹽溶液的流量為10-300L/h，攪拌轉速為80-300rpm，pH值范圍為9.5-11.5。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其特征在于通過安裝在線pH計的方式來測量各個反應內溶液pH，并根據pH的變化適當調節氫氧化鈉溶液的流量，保持pH的穩定。

本發明的一種鎳鈷錳三元氫氧化物的生產方法，其造核可以在一個體積較小的反應釜內進行，以在線測定和控制pH值；造核后晶核集中在一個反應釜中，用計量泵將晶核連續加入到生長釜中，生長釜進行晶核的長大，以在線測定控制的pH的方式控制晶核的生長；所述造核為間歇式生產，晶核的加入、小顆粒生長均為連續生產，顆粒生長完成后溢流至陳化釜。生產的鎳鈷錳三元氫氧化物產品性能穩定，粒度分布窄，微粉少，形貌可控。

附圖說明

圖1是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的粒度分布圖片。

圖2是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的SEM照片(觀察倍率為1000倍)。

圖3是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的SEM照片(觀察倍率為10000倍)。

圖4是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的粒度分布圖片。

圖5是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的SEM照片(觀察倍率為1000倍)。

圖6是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的SEM照片(觀察倍率為10000倍)。

圖7是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的粒度分布圖片。

圖8是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的SEM照片(觀察倍率為1000倍)。

圖9是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的SEM照片(觀察倍率為10000倍)。

圖10是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的粒度分布圖片。

圖11是本發明的鎳鈷錳氫氧化物的SEM照片(觀察倍率為1000倍)。