[發明專利]一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置以及方法

在審

• 申請號: 201811583679.6
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN111354941A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 許開華;蘇陶貴;鄭宏偉;張坤;李偉;李聰;范亮姣
• 申請（專利權）人: 荊門市格林美新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;侯峰

1.一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，包括反應器、稀釋器、氨氮檢測分析儀、PLC控制器、氨水計量組件，所述稀釋器通過管路與反應器連通且形成回路，所述氨水計量組件通過管路與反應器連通，所述氨氮分析儀設置在稀釋器的出液管路上，所述氨氮分析儀與PLC控制器的輸入端連接，所述PLC控制器的輸出端與氨水計量槽連接。

2.根據權利要求1所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，所述稀釋器上設置有稀釋液出口，所述氨氮分析儀上設置有氨氮分析電極探頭，所述氨氮分析電極探頭位于與稀釋液出口連接的管道內。

3.根據權利要求2所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，還包括過濾組件，所述過濾組件設置在反應器與稀釋器相連接的管路上且與反應器連接形成回路。

4.根據權利要求3所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，所述氨水計量組件包括氨水存儲槽、氨水計量泵、氨水計量計，所述氨水存儲槽、氨水計量泵、氨水計量計、反應器依次通過管路連接，所述PLC控制器的輸出端與氨水計量泵的出液閥連接。

5.根據權利要求4所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，所述過濾組件包括過濾槽、與過濾槽連接的濾液槽，所述濾液槽與稀釋器連接，所述過濾槽通過管路與反應器連接形成回路。

6.根據權利要求5所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，所述過濾組件與反應器連接的管路上還設置有取樣泵。

7.根據權利要求6所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，所述反應器與取樣泵連接的管路上、過濾組件與稀釋器連接的管路上以及稀釋器的出液管路上均設置有調節閥。

8.根據權利要求1-7任意一項所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的裝置，其特征在于，所述反應器的上端側壁上設置有原料進口、沉淀劑進口。

9.一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的方法，其特征在于，該方法通過以下步驟實現：

步驟1，按照鎳、鈷、錳的摩爾比為(8～1):(2～1):(3～1)的比例配制鎳鈷錳鹽的混合溶液，備用；配制氫氧化鈉溶液，備用；配制氨水絡合劑溶液并將其置入氨水計量組件中；

步驟2，將步驟1中所述的鎳鈷錳鹽的混合溶液、氫氧化鈉溶液以及氨水計量組件中的氨水絡合劑溶液同時加入反應器(1)中，進料過程中保持鎳鈷錳鹽的混合溶液和氫氧化鈉溶液的流量相同且不變，通過氨氮檢測分析儀、PLC控制器以及氨水計量組件之間的配合作用在線調節氨水的流量并控制反應體系的pH分別為11～12、10.5～11.5、10～11之間中的點值，并間隔反應10～80h，獲得不同結構的鎳鈷錳酸鋰前軀體；

步驟3，對步驟2獲得的鎳鈷錳酸鋰前軀體進行干燥處理后與Li₂CO₃混合，再經過焙燒處理，獲得了具有不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料。

10.根據權利要求8所述的一種在線制備不同結構的鎳鈷錳酸鋰正極材料的方法，其特征在于，所述步驟1中，所述鎳鈷錳鹽的混合溶液中鎳鈷錳的總濃度為1.2-2.5mol/L；氫氧化鈉溶液的濃度為6-12mol/L；氨水溶液的濃度為8-12mol/L。