[發明專利]正極材料前驅體的制備方法及系統

有效

• 申請號: 202010522401.9
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN112371067B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 何志;何勁松;何珂橋;李仲愷;劉超;楊光耀;趙聰
• 申請（專利權）人: 成都思達能環保設備有限公司;四川思達能環保科技有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01D35/02;B01D36/00
• 代理公司: 成都擎智秉業專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

本發明公開了一種正極材料前驅體的制備方法及系統，正極材料前驅體的制備方法包括：向反應器提供包含用于制備正極材料前驅體的金屬鹽溶液的原料；促使原料反應生成正極材料前驅體，并在正極材料前驅體生長過程中繼續向反應器提供確保正極材料前驅體生長到設定要求的所述金屬鹽溶液；通過位于反應器中的過濾元件對反應器中的溶液進行固液分離過濾從而將反應器中的液體量維持在反應所需的范圍；當正極材料前驅體生長到設定要求后，將其排出。

技術領域

本發明說明書有關的部分中涉及實現反應與過濾濃縮的系統的過濾器，具體涉及使反應原料發生物理和/或化學反應并對反應產品進行過濾濃縮的方法，尤其涉及使制備三元材料前驅體的原料進行反應并對三元材料前驅體進行過濾濃縮的方法。

背景技術

在需要先使反應原料進行反應獲得反應產品，然后再對該反應產品進行過濾濃縮的處理流程中，用于反應的反應設備和用于過濾濃縮的過濾濃縮設備之間通常是兩個彼此獨立的不同設備。例如，在一種鋰離子電池三元材料前驅體的制備工藝中，反應釜和離心機之間彼此連接，運行時，由鎳鹽(如硫酸鎳)、鈷鹽(如硫酸鈷)、錳鹽(如硫酸錳)和水配置成的一定濃度的混合鹽溶液與一定濃度的氫氧化鈉溶液分別進入反應釜并在反應釜中發生鹽堿中和反應生成三元材料前驅體晶核，反應完成后反應釜中的漿液再被輸送至離心機進行過濾濃縮。顯然，由于反應釜與離心機屬于兩個彼此獨立的不同設備，這些設備需配置的數量較多且占地面積也較大，此外，還導致工藝流程控制的難度增大。

發明內容

本發明的目的在于提供用于實現反應與過濾濃縮的正極材料前驅體的制備方法，以解決由于用于反應的反應設備和用于過濾濃縮的過濾濃縮設備之間屬于兩個彼此獨立的不同設備而帶來的設備數量較多、設備占地面積較大的技術問題。

為了解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，提供了一種正極材料前驅體的制備方法，包括：

向反應器提供包含用于制備正極材料前驅體的金屬鹽溶液的原料；促使原料反應生成正極材料前驅體，并在正極材料前驅體生長過程中繼續向反應器提供確保正極材料前驅體生長到設定要求的所述金屬鹽溶液；

通過位于反應器中的過濾元件對反應器中的溶液進行固液分離過濾從而將反應器中的液體量維持在反應所需的范圍；當正極材料前驅體生長到設定要求后，將其排出。

通過采用本一種正極材料前驅體的制備方法，將原料的反應、過濾濃縮均集中于一個容器中反應器中進行，這樣使制備正極材料前驅體的設備數量更少、設備占地面積較小，并且無需將原料在多個反應器或容器中進行循環流動，可直接通過過濾器將一定量的溶液直接進行固液分離。

進一步地是，本制備方法，包括至少一組工藝單元制備得到所述正極材料前驅體；所述一組工藝單元包括：

向反應器投入包含用于制備正極材料前驅體的金屬鹽溶液的原料；

當反應器中液位下降到第一位置時，繼續向反應器投入所述原料；

當反應器中液位上升到第二位置時，通過過濾元件對反應器中溶液進行所述固液分離。

當需要通過多組所述工藝單元進行制備時，多組所述工藝單元時間連續或間隔的進行。

進一步地是，還可以有另一種操作模式，包括以下操作：

持續或間斷的向反應器投入包含用于制備正極材料前驅體的金屬鹽溶液的原料；

同時，通過過濾元件對反應器中溶液進行所述固液分離，使反應器內液位高度保持預設范圍值內。

進一步地是，抽取的所述溶液從所述過濾器的凈液輸出口輸出后，對其進行進行氣液分離。

作為本發明的另一個方面，本發明還提供了一種正極材料前驅體，所述正極材料前驅體為上述的正極材料前驅體的制備方法制備的反應產品濃縮物。