[發明專利]一種鋰離子電池用三元前驅體的連續穩定制備方法

在審

• 申請號: 202110083977.4
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN114804223A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 李剛;戴仲葭;杜澤學;宗保寧
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 周建秋

1.一種鋰離子電池用三元前驅體的連續穩定制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽和可溶性錳鹽與水混合，得到鹽溶液A；將氫氧化鈉與水混合，得到堿溶液B；將濃氨水與水混合，得到氨溶液C；

(2)在氮氣保護下和沉淀成核反應條件下，將所述鹽溶液A、所述堿溶液B和所述氨溶液C并流加入到攪拌的第一反應釜中，得到含有鎳鈷錳氫氧化物晶種的漿液；

(3)在氮氣保護下和共沉淀反應條件下，將所述鹽溶液A、所述堿溶液B和所述氨溶液C并流加入到攪拌的溢流式反應釜中，得到含有第一前驅體的漿液；當所述第一前驅體的粒度達到目標粒度時，在繼續加入所述鹽溶液A、所述堿溶液B和所述氨溶液C的過程中，同時加入所述含有鎳鈷錳氫氧化物晶種的漿液繼續反應；

(4)收集所述溢流式反應釜中溢流出的物料，進行過濾處理、洗滌處理和干燥處理。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述三元前驅體的化學式為Ni_xCo_yMn_z(OH)₂，其中，x+y+z＝1，0.5≤x＜1.0，0.0＜y≤0.2，0.0＜z≤0.4。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述鎳鈷錳氫氧化物晶種的中粒度D50為1.00-3.00μm；優選地，所述鎳鈷錳氫氧化物晶種的中粒度D50為1.5-2.5μm。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一前驅體的目標粒度D50為4.00-18.00μm。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(1)中，所述鹽溶液A中金屬離子的總摩爾濃度為1.5-2.5mol/L；所述金屬離子包括鎳離子、鈷離子和錳離子；

所述堿溶液B中OH^-的摩爾濃度為5-10mol/L；

所述氨溶液C中NH₃的質量百分濃度為15-20％。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述第一反應釜中NH₃的濃度為3-5g/L，所述沉淀成核反應的pH值為11.5-12.3。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(3)中，所述溢流式反應釜中NH₃的濃度為4-10g/L，所述共沉淀反應的pH值為10.8-12.0。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(3)中，

所述鎳鈷錳氫氧化物晶種的加入量為同時間段內所述溢流式反應釜中新生成的鎳鈷錳氫氧化物總質量的3-15％。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述鎳鹽為硫酸鎳和/或氯化鎳，所述鈷鹽為硫酸鈷和/或氯化鈷，所述錳鹽為硫酸錳和/或氯化錳。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述沉淀成核反應的條件還包括：所述鹽溶液A、所述堿溶液B和所述氨溶液C加滿所述第一反應釜的總時間為3-6h，反應溫度為50-70℃，攪拌速度為300-800rpm；

所述共沉淀反應的條件還包括：所述鹽溶液A、所述堿溶液B、所述氨溶液C和所述含有鎳鈷錳氫氧化物晶種的漿液在所述溢流式反應釜中的平均停留時間為10-20h，反應溫度為45-60℃，攪拌轉速為200-600rpm。