[發(fā)明專利]一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010572407.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111717941A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊亞強(qiáng);李肖萌;劉文超;宋夢(mèng)桃;劉持歡;賈連軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華友新能源科技（衢州）有限公司;浙江華友鈷業(yè)股份有限公司;衢州華海新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C01G53/00
• 分類號(hào): C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物，其特征在于，該針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物由通式Ni_xCo_yMn_z(OH)₂表示，其中x+y+z＝1，x、y、z的取值范圍為0～1，且x、y、z均不等于0和1；該針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物通過(guò)掃描電子顯微鏡測(cè)定微觀形貌為類球形顆粒，通過(guò)激光粒度分析衍射法測(cè)定D50為6.0～20.0μm、Dmin＞3.5μm、Dmax＜30μm、D50/D5≤1.5、Dmax/D50≤2.0、粒度分布徑距K90=(D90-D10)/D50≤0.60，氣體吸附BET法測(cè)定比表面積為8.0～25.0m²/g，振實(shí)密度儀測(cè)定振實(shí)密度≥1.60g/cm³。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物，其特征在于，顆粒內(nèi)部呈現(xiàn)放射狀生長(zhǎng)，通過(guò)氬離子束截?cái)囝w粒拍攝的截面顯示顆粒呈現(xiàn)疏松多孔隙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物，其特征在于，所述鎳鈷錳氫氧化物顆粒的一次顆粒晶須形貌為針狀，一次顆粒晶須的長(zhǎng)度為100～400nm、寬度為20～150nm，50%以上的一次顆粒晶須兩兩之間的間距為0.5～3.5倍的晶須厚度。

4.一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物的制備方法，其特征在于，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1，按照所需針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物中鎳、鈷、錳元素的摩爾比例，即x：y：z，選用鎳、鈷、錳可溶性鹽為原料，加純水配制得到1.2～2.7mol/L的混合金屬鹽溶液，配制濃度為1.0～13.0mol/L氫氧化鈉溶液，配制濃度為1.0～12.0mol/L的氨水作為絡(luò)合劑；

步驟2，打開(kāi)反應(yīng)釜夾套進(jìn)水及回水，向反應(yīng)釜中通入混合氣，混合氣為氮?dú)夂涂諝獾幕旌希虻獨(dú)馀c氧氣的混合，并控制氧氣濃度；

步驟3，向反應(yīng)釜中加入純水至漫過(guò)底層攪拌槳，再加入步驟1中配制的氫氧化鈉溶液和氨水，形成反應(yīng)開(kāi)機(jī)底液；

步驟4，在不斷攪拌下將步驟1配制的混合金屬鹽溶液、氫氧化鈉溶液和氨水并流加入反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度、pH、氨濃度，在反應(yīng)釜內(nèi)形成晶種；

步驟5，按步驟4繼續(xù)進(jìn)料，待反應(yīng)釜內(nèi)晶種量達(dá)到目標(biāo)所需時(shí)，降低反應(yīng)pH，繼續(xù)控制反應(yīng)溫度、氨濃度；

步驟6，按步驟5繼續(xù)進(jìn)料，當(dāng)液位達(dá)到出清要求后，啟動(dòng)濃縮機(jī)開(kāi)始出清，維持反應(yīng)釜內(nèi)液位穩(wěn)定，反應(yīng)釜內(nèi)固含量逐漸升高，調(diào)整混合氣的進(jìn)入量，逐漸升高氧氣濃度；

步驟7，待反應(yīng)釜內(nèi)固含量達(dá)到目標(biāo)值后，將部分物料轉(zhuǎn)移至同類型反應(yīng)釜中，并關(guān)閉濃縮機(jī)降低固含量，調(diào)整混合氣的進(jìn)入量，控制氧氣濃度；

步驟8，剩余的物料以及轉(zhuǎn)移到同類型反應(yīng)釜中的物料繼續(xù)在釜中反應(yīng)生長(zhǎng)，當(dāng)液位達(dá)到出清要求后，啟動(dòng)濃縮機(jī)開(kāi)始出清，維持反應(yīng)釜內(nèi)液位穩(wěn)定，反應(yīng)釜內(nèi)固含量逐漸升高，調(diào)整混合氣的進(jìn)入量，逐漸升高氧氣濃度；

步驟9，根據(jù)需要重復(fù)步驟7和步驟8；

步驟10，當(dāng)檢測(cè)到反應(yīng)釜內(nèi)物料的粒徑達(dá)到所需要求時(shí)，停止該反應(yīng)釜進(jìn)料，并繼續(xù)攪拌陳化1～2小時(shí)；

步驟11，將步驟10中陳化后的物料進(jìn)行固液分離，分離出的濾餅用氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液洗滌，再用純水沖洗，得到洗滌好的濾餅；

步驟12，將步驟11中洗滌好的濾餅用干燥設(shè)備烘干后，依次經(jīng)過(guò)篩、除磁后即得到針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，控制氧氣的體積濃度為≤2%。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述步驟3中開(kāi)機(jī)底液的pH值為11.2～12.4、氨濃度為1.0g/L～14.0g/L。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種針狀晶須的鎳鈷錳氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述步驟4中，攪拌速度為50～600rpm，控制反應(yīng)溫度為50.0～70.0℃、pH值為11.2～12.4、氨濃度為1.0g/L～14.0g/L。