[發明專利]一種鎳鈷錳三元前驅體晶種的制備方法

在審

• 申請號: 202110933004.5
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113666434A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 許開華;陳永安;呂志;杜修平;師樹臨;龔雪姣;張成偉
• 申請（專利權）人: 格林愛科（荊門）新能源材料有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 范威

一種鎳鈷錳三元前驅體晶種的制備方法，包括：配制鎳鈷錳混合鹽溶液、液堿、氨水溶液；在反應釜中配制反應底液并通入N₂；將鎳鈷錳混合鹽溶液、液堿、氨水溶液分別連續通入反應釜中進行共沉淀反應；共沉淀反應生成的漿料粒徑D50為目標粒徑的90％?95％時開始溢流，此時停止通入N₂，然后向反應釜內剩余的漿料中通入氧氣將漿料中Mn²⁺氧化成Mn⁴⁺；當反應釜中的漿料D00＜1.0μm、徑距d≥0.9時停止通入氧氣，得到所述的鎳鈷錳三元前驅體晶種。本發明通過把料液中的Mn²⁺氧化成具有更小溶度積的Mn⁴⁺，操作簡單，反應過程pH穩定，晶體形核和長大之間的平衡容易控制，粒徑分布波動小，前驅體顆粒形貌一致性好。

技術領域

本發明涉及新能源電池材料前驅體的制備領域，具體涉及一種鎳鈷錳三元前驅體晶種的制備方法。

背景技術

鎳鈷錳三元前驅體是制備鋰離子電池正極材料最重要的原材料，而三元前驅體主要制備方法是把鎳鈷錳金屬鹽溶液、液堿、氨水同時加入反應釜中進行共沉淀反應，連續法(一邊進料一邊出料)制備三元前驅體過程中，一般是通過調節反應釜漿料pH值，氨濃度及三元流量等控制反應平衡來制備目標前驅體粒徑大小和分布，pH值變化則是通過液堿在一定時間的加入量來實現，若pH調整幅度較小，晶種不能過量形成，反應釜中的前驅體顆粒就會一直團聚長大，粒度分布過窄不滿足要求，若pH調整幅度過大，則可能會造成晶種短時間能爆發式產生，嚴重破壞反應平衡，導致物料報廢，另外pH周期波動也會影響前驅體一次顆粒結晶，導致前驅體二次顆粒的形貌差異較大。

發明內容

針對上述已有技術存在的不足，本發明提供一種鎳鈷錳三元前驅體晶種的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種鎳鈷錳三元前驅體晶種的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

(1)配制鎳鈷錳混合鹽溶液、液堿、氨水溶液；在反應釜中配制反應底液并通入N₂；

(2)將經步驟(1)得到的鎳鈷錳混合鹽溶液、液堿、氨水溶液分別連續通入反應釜中進行共沉淀反應；

(3)隨著連續進料，共沉淀反應生成的漿料粒徑D50為目標粒徑的90％-95％并溢流，此時停止通入N₂，然后向反應釜內剩余的漿料中通入氧氣將漿料中Mn²⁺氧化成Mn⁴⁺；

(4)當反應釜中的漿料粒徑D00＜1.0μm、徑距d(d＝(D90-D10)/D50)≥0.9時停止通入氧氣，得到所述的鎳鈷錳三元前驅體晶種。

進一步地，所述鎳鈷錳混合鹽溶液濃度為80-130g/L，其中Ni離子濃度為30-70g/L，Co離子濃度為10-30g/L，Mn離子濃度為20-40g/L；所述液堿濃度為25-35％，氨水溶液濃度為12-20％。

進一步地，所述步驟(1)反應底液體積為反應釜體積的1/2-5/6。

進一步地，所述步驟(1)反應底液是通過將氨水和液堿混合配制，所述反應底液氨濃度為8.0-12.0g/L，pH為10.0-12.0。

進一步地，所述步驟(1)N₂的流量為0.2-1.5m³/h。

進一步地，所述步驟(2)鎳鈷錳混合鹽溶液、液堿、氨水溶液的流量分別為200-600L/h、60-350L/h、20-70L/h。

進一步地，所述步驟(3)氧氣濃度為20％-100％、流量為0.05-0.5m³/h。