[發明專利]一種高球形度三元前驅體晶種的制備方法及使用該晶種制備高球形度三元前驅體的方法

有效

• 申請號: 202010109284.3
• 申請日: 2020-02-22
• 公開（公告）號: CN111196613B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 王娟;邱天;王宏剛;高炯信;向波;周勤儉
• 申請（專利權）人: 華友新能源科技（衢州）有限公司;浙江華友鈷業股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;C01G53/00;H01M4/525
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明涉及一種高球形度三元前驅體晶種的制備方法及使用該晶種制備高球形度三元前驅體的方法，一種高球形度三元前驅體晶種的制備方法可制備出較好球形度的晶種，并實現連續生產，為生產前驅體源源不斷的提供高球形度的晶種，且制備得到的高球形度晶種可進行儲備后作為下步生產高球形度前驅體的晶種使用，也可經加工后單獨作為小粒徑前驅體使用；一種使用晶種制備高球形度三元前驅體的方法，通過引入已生產好的高球形度晶種，控制反應條件，使晶種逐步長大，從而得到滿足所需粒徑的高球形度前驅體，縮短生產周期。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池三元正極材料前驅體技術領域，特別是一種高球形度三元前驅體晶種的制備方法及使用該晶種制備高球形度三元前驅體的方法。

背景技術

鋰離子電池作為一種新型的綠色電源，已廣泛的應用于3C數碼電子產品、電動工具、電動車、儲能等領域。三元正極材料是目前各大企業競相開發的熱點，而三元前驅體對于正極材料的性能有著至關重要的影響。

球形度是評價前驅體的其中一個關鍵維度。高球形度可以提高正極材料的振實密度、倍率性能、循環性能等。因此，如何提高前驅體的球形度一項重要的技術。根據目前的前驅體合成技術，當粒度大于4μm以后，較容易獲得較高的球形度。相反，粒度小于4μm時，顆粒球形度較差。

中國專利CN108946827A公開了一種超小粒徑鎳鈷錳氫氧化物及其制備方法，采用無氨的有機絡合劑，合成了2μm以下的超小顆粒，且具有高的球形度和分散性。該方法雖具有綠色環保、且可合成高球形度和分散性的小顆粒產品，但存在體系的完全切換，與目前主流產業化的廢水處理工藝不兼容，因此該方法的推廣和發展還具有很長的道路。

中國專利CN104201367B公開了一種高密度小粒徑鎳鈷錳氫氧化物及其制備方法，采用絡合控制結晶共沉淀法，通過造核、生長、在不斷提高的固液比下顆粒不斷摩擦碰撞的特別工藝流程下，鎳鈷錳可溶鹽水溶液與氫氧化鈉水溶液在氨的絡合下進行共沉淀反應，得到元素分布均勻、球形度好、粒度分布均勻、振實密度高的小粒徑鎳鈷錳氫氧化物沉淀，解決了現有方法制備的小粒徑鎳鈷錳氫氧化物元素分布不均勻、顆粒相貌差、表面疏松、粒徑控制困難，不均勻和振實密度低等問題。該方法制備小粒徑前驅體時存在團聚現象，球形度雖然有了提高，但是仍然不能滿足下游客戶對高球形度的需求。

中國專利CN107640792A和中國專利CN103253717B通過采用調整pH值和絡合劑含量的母液作為底液，合成了分散性良好的小顆粒，雖然球形度有了較大的提高，但仍然具有顯著的團聚現象，而反應初期的團聚更為嚴重。

中國專利CN110040790A公開了一種高球形度鎳鈷錳三元前驅體及其制備方法，通過添加硬質微球，并在強烈攪拌作用下，來增加鎳鈷錳三元前驅體產品在生長過程中的碰撞頻率和碰撞次數，來促使小顆粒鎳鈷錳三元前驅體在較短的生長時間內，就成型有較高的球形度，反應結束后利用自然沉降，將所述硬質微球懸濁液與漿料分離，以此得到高球形度鎳鈷錳三元前驅體。該方法為間歇式反應，無法連續生產，需要周期性的停止反應、將晶種和微粒進行分離，使生產效率低，且在制備小粒徑前驅體時，生長周期非常短，導致其生產實用性較低。

由于鋰電行業的更新迭代速度極快，三元前驅體材料并不具有保值功能，生產廠家不能囤積太多的三元前驅體材料，庫存往往就意味著虧損。

然而當客戶急需產品時，產品的生產周期又比較長，難以在短時間內獲得所需產品，導致無法按時交貨，或產品生產出來后已被更新替代，產品價值大打折扣。

發明內容

本發明的目的之一，提供一種高球形度三元前驅體晶種的制備方法，可制備出較好球形度的晶種，并實現連續生產，可為生產前驅體源源不斷的提供高球形度的晶種，且制備得到的高球形度晶種可進行儲備后作為下步生產高球形度前驅體的晶種使用，也可經加工后單獨作為小粒徑前驅體使用；