[发明专利]一种由红土镍矿的酸浸出液直接制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法

说明书

本发明提供了一种由红土镍矿的酸浸出液直接制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法。所述方法包括以下步骤：A、除杂及杂质分离，B、配制混合溶液。C、配制偏铝酸钠溶液，D、配制碱性溶液作为沉淀剂，E、沉淀反应及陈化。本发明提供的制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法以红土镍矿的酸浸出液为原料直接制备产品，生产流程短，生产成本低。本发明提供的方法制备的三元前驱体材料粒度分布均匀，稳定性好，比容量高，活性高，振实密度较高。

技术领域

本发明涉及一种锂电池正极材料前驱体的制备方法，特别是涉及一种由红土镍矿的酸浸出液直接制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法。

背景技术

锂离子二次电池凭借平均工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、适应快速充放电等诸多优势已经在交通设施、军事装备、数码产品等领域大放异彩，并且在电动自行车、电动汽车等动力电池领域也拥有更广阔的应用前景。

锂离子二次电池的正极材料是影响其成本和性能的主要因素之一，传统的LiCoO₂正极材料因成本过高逐渐被部分Ni、Mn取代Co的三元材料取代，三元正极材料是LiCoO₂/LiNiO₂/LiMn₂O₄的共熔体系，这种共熔体系兼具了LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄三类材料的优点，具有高比容量、成本低和循环性能稳定等优点。但目前的技术中锂离子电池镍钴锰三元正极材料还存在以下问题：

(1)镍的取代量低，导致镍钴锰三元正极材料的实际容量低；

(2)富镍的镍钴锰三元材料稳定性差，安全性也相对较低，限制了其广泛应用；

(3)目前的三元材料大多以精制的硫酸盐、硝酸盐、氯化物，存在从最初原料到产品流程长，排放大，成本高等不绿色、不利于环境保护的问题。

镍钴是重要的战略有色金属。近年电池领域对镍钴的需求增长迅猛，高消耗增长与低资源供给的供需矛盾日益加剧。传统方法处理复杂镍钴资源存在工艺流程长，资源利用率低、能耗高、排放大、环境污染严重等问题。并且从长远来看，三元材料的成本依然较高，其制备的主要原料是镍、钴、锰、铝的硫酸盐、硝酸盐、氯化物。

CN106058244A公开了一种镍钴铝正极材料前驱体的制备方法，该方法的步骤为：配制含有络合剂的镍钴铝混合盐溶液和含有氨水的强碱溶液；将镍钴铝混合盐溶液和强碱溶液匀速并流同步注入盛放有底液的反应釜中进行共沉淀反应；镍钴铝混合盐溶液注入完毕后，停止强碱溶液的加入，反应完全后将浆液陈化，再进行液固分离，得到镍钴铝正极材料前驱体。该方法存在的缺点是以精制的硫酸盐为原料，流程长，成本高，不利于环境保护。

镍是主要的电化学活性元素，其来源主要是硫化镍或者红土镍矿的硫酸高压法浸出液，而浸出液中同时含有钴、锰和铝元素，因而对于红土镍矿的酸浸出液进行研究，直接以之为原料进行三元电池材料制备是本领域的重要研究方向。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种由红土镍矿的酸浸出液直接制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法。本发明提供的制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法将材料和冶金技术相结合，以红土镍矿的酸浸出液作为原料，具有工艺流程短，成本低的优势。

为达上述目的，本发明采用以下方案：

本发明提供一种由红土镍矿的酸浸出液直接制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法，所述方法包括以下步骤：

A、除杂及杂质分离

①以红土镍矿的酸浸出液为原料，加入第一碱性物质，但保持溶液的pH值小于7，固液分离取滤饼，用酸溶液溶解所述滤饼，固液分离取滤液；