[發明專利]一種高振實高球形度內部放射狀三元前驅體的生產工藝

在審

• 申請號: 202110490561.4
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113451565A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 游高平;顏志梁;王隆肇;石小東;張東學;王楚明;江福茂
• 申請（專利權）人: 福建常青新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/50
• 分類號: H01M4/50;H01M4/52;H01M10/0525
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 徐東峰;黃一敏

本發明屬于鋰離子電池材料領域，具體是一種高振實高球形度內部放射狀三元前驅體的生產工藝，先往反應釜內加入底水剛好沒過最上層攪拌槳，然后將鎳鹽、鈷鹽、錳鹽混合溶液與氨水絡合劑、氫氧化鈉水溶液加入到反應釜底液中，同時使用提固器提高反應釜內的固含量，采用共沉淀反應方法，通過調節氨濃度，合成高振實高球形度內部放射狀的三元正極材料前驅體；本發明提高了三元正極材料的加工性能，制備出來的三元前驅體球形度好表面光滑，提高了三元前驅體的壓實密度，有利于正極材料體積能量密度的提高，同時本發明的制備方法使用了提固器能夠降低成品的硫含量，解決了常規制備方法硫含量高的問題。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池材料領域，具體涉及一種高振實高球形度內部放射狀三元前驅體的生產工藝。

背景技術

如今，迫切需要長壽命，環保，低成本的可靠電池，以滿足我們現代社會的一些關鍵需求。目前，鋰離子電池的產量為每月數百萬個單位，它們正在迅速取代諸如手機和計算機之類的流行設備中體積較大且能量較低的鎳鎘和鎳金屬氫化物電池。如今，鋰離子電池在電動汽車中的也得到了廣泛的應用。盡管已經商業化，但是鋰離子電池仍有深入研究的需求，目的是進一步改善其性能和特性，比如鋰離子電池的容量、循環以及安全性等。

三元前驅體的制備是鋰離子電池生產的關鍵技術，三元前驅體的理化指標和形貌直接影響著鋰離子電池的性能，較高的振實密度能夠提高正極材料的體積能量密度，進一步提高電動汽車的續航里程。因此，如何生產高振實高球形度內部放射狀的三元前驅體，以提高了正極材料的體積能量密度，滿足了市場的需求，是現有生產研究的主要方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高振實高球形度內部放射狀三元前驅體的生產工藝，以制得高振實高球形度內部放射狀硫含量低的三元前驅體。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種高振實高球形度內部放射狀三元前驅體的生產工藝，包括：

將總濃度為1.6-2.0mol/L的鎳鹽、鈷鹽、錳鹽混合溶液，氫氧化鈉溶液與氨水加入到反應釜內，在氮氣或惰性氣體的氣體環境下進行加熱反應，反應期間保持氨濃度為5-8g/L，pH為11.2-11.5，并通過提固器控制反應體系固含量為12-18％；通過使用提固器保證體系固含量為12-18％，不僅能夠降低生產成品的硫含量，而且能夠保證三元前驅體以定向形態進行生長。

優選的，所述鎳鹽、鈷鹽、錳鹽混合溶液中Ni：Co：Mn＝55：10：35。

優選的，反應溫度為59-61℃。

進一步的，所述氫氧化鈉溶液濃度為5-12mol/L，所述氨水濃度為5-8mol/L；鹽液流量為365-375L/h，堿液流量為120-125L/h，氨水流量為20-30L/h。其中，實際生產中鹽液流量、堿液流量及氨水流量均會對三元前驅體的形態造成影響，本申請中的鹽液、堿液及氨水流量的設置是與球形內部放射狀三元前驅體形態生產相適配的，當某個原料的流量偏差時三元前驅體的生長形態也會發生相應改變，無法保證三元前驅體內部呈放射狀、高振實及高球形度。

進一步的，反應后產物經離心洗滌、干燥、混批、過篩、除磁后得到高振實高球形度內部放射狀三元前驅體。

上述，制得高振實高球形度內部放射狀三元前驅體的振實密度≥2.4g/cm³，硫含量為900-1000ppm。

與現有技術相比較，本發明的有益效果如下：

本發明提高了三元正極材料的加工性能，制備出的三元前驅體球形度好表面光滑，提高了三元前驅體的壓實密度，有利于正極材料體積能量密度的提高，同時本發明的制備方法使用了提固器能夠降低成品的硫含量，解決了常規制備方法硫含量高的問題。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制備得到的三元材料前驅體的500倍掃描電鏡圖；