[發明專利]一種高性能納米棒狀鎳錳二元前驅體及其制備方法

有效

• 申請號: 202011609318.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112537807B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 張寶;王振宇
• 申請（專利權）人: 浙江帕瓦新能源股份有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳;肖小龍

1.一種高性能納米棒狀鎳錳二元前驅體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）配制鎳鹽、錳鹽的混合鹽溶液A；配制絡合劑溶液B和沉淀劑溶液C；

（2）將含萃取劑的鎳鹽溶液、NaOH、氨水在微波條件下共沉淀合成納米棒狀Ni(OH)₂晶核D；

（3）將絡合劑溶液B、沉淀劑溶液C、晶核D加入反應釜中，配制底液E；

（4）將混合鹽溶液A、絡合劑溶液B和沉淀劑溶液C并流通入反應釜的底液E中，采用間歇提濃工藝反應至漿料粒度達到目標值；

（5）將步驟（4）中得到的漿料進行洗滌、過濾、干燥、過篩、除鐵，即得到高性能納米棒狀鎳錳二元前驅體；

所述萃取劑為P204、P507、HBL110中的一種或多種；

共沉淀合成納米棒狀Ni(OH)₂晶核D的工藝條件為：微波的強度為100-1000W、反應溫度為40～75℃、反應pH為10-14、氨水濃度為3-9g/L、反應時間為5～24h。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述鎳鹽為硫酸鹽、醋酸鹽或硝酸鹽中的至少一種，所述錳鹽為硫酸鹽、醋酸鹽或硝酸鹽中的至少一種；所述沉淀劑為NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Na₂CO₃或LiOH中的至少一種；所述絡合劑為氨水、碳酸氫銨、乙二胺、乙二胺四乙酸中的至少一種；所述混合鹽溶液A中的金屬離子總濃度為0.8～4.5mol/L；所述絡合劑溶液B 的濃度為3～16mol/L；所述沉淀劑溶液C的濃度為3～16mol/L。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述含萃取劑的鎳鹽溶液中，鎳鹽的濃度為0.8～4.5mol/L，萃取劑的濃度為0.1-1mol/L。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，配制的底液E的pH在11～13；底液E中絡合劑濃度在5～10g/L；晶核的加入量為10～50g/L；底液為反應釜體積的1/6～2/3。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中，所述混合鹽溶液A的進料速度為10～300mL/min；反應溫度為40～80℃，攪拌轉速為200～1000rpm；通入保護氣體氮氣，所述氮氣流量為0～20mL/min。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中，所述間歇提濃工藝包含陳化步驟，所述陳化時間為20～60min。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中，控制間歇提濃工藝條件為：氮氣流量為0-20mL/min；每周期操作后固含量增長30～100g/L，反應結束后固含量為400～900g/L；反應過程中pH不斷下降，反應結束時體系的pH控制在10.8～11.8。

8.一種高性能納米棒狀鎳錳二元前驅體，其特征在于，化學通式為Ni(OH)₂@Ni_XMn_1-X(OH)₂，通過權利要求1-7任一項所述的方法制備得到。

9.一種鎳錳二元正極材料，其特征在于，由權利要求8所述的高性能納米棒狀鎳錳二元前驅體或權利要求1-7任一項所述的方法制備得到的高性能納米棒狀鎳錳二元前驅體混鋰煅燒得到。