[发明专利]一种非含氮络合剂辅助制备球形镍钴锰三元前驱体的方法

说明书

本发明公开了一种非含氮络合剂辅助制备球形镍钴锰三元前驱体的方法，包括：将镍盐、钴盐、锰盐配制成金属离子总体浓度为1.0～2.0mol/L的镍钴锰混合盐溶液；将所述镍钴锰混合盐溶液、氢氧化钠溶液、非含氮络合剂同时向反应釜中添加，并在保护气保护条件下，控制反应温度为53～57℃，控制反应釜内混合物的pH值维持在10.9～11.1；待这三种溶液持续添加6小时后，停止加液，并陈化10小时，再进行固液分离，即制得球形镍钴锰三元前驱体Ni_1‑x‑yCo_xMn_y(OH)₂。本发明不仅能制得密实度高的球形镍钴锰三元前驱体，而且所使用络合剂无味、无毒、不含氮，能够改善生产环境，减轻生产废水中的污染处理负担。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电极材料制备技术领域，尤其涉及一种非含氮络合剂辅助制备球形镍钴锰三元前驱体的方法。

背景技术

锂离子电池正极材料是锂离子电池四个重要组成部分之一，对锂离子电池的电化学性能和安全性能起到了至关重要的作用。随着电动汽车的快速发展，对锂离子电池相关电极材料提出了更高的性能要求。由于镍钴锰酸锂(LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂)三元材料具有高容量、长循环寿命等优点，而且可以根据应用需要灵活调整镍、钴、锰三种元素的比例，因此该材料已成为当前电动车用动力锂离子电池正极材料的主流产品。

目前，市场上的镍钴锰酸锂三元材料主要有LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(111)、LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂(424)、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(523)和LiNi_0.6Mn_0.2Co_0.2O₂(622)，这些材料基本都是由球形镍钴锰三元前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂与锂盐混合后经高温煅烧制备而成的。而球形镍钴锰三元前驱体Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂的制备方法都是采用控制结晶法，并且均是采用氨水为络合剂，例如：CN105731553A、CN106684351A、CN106920934A等中国专利均是采用该方法；这种方法不仅氨水气味大，生产环境不佳，而且生产废水中氨氮含量高，治理费用大，因此急需开发一种不用氨水作为络合剂的球形镍钴锰三元前驱体的制备方法。

在现有技术中，《锂离子电池新型电极材料的研究》(王传宝，南京航空航天大学，2012)提出了一种采用EDTA(乙二胺四乙酸)作为络合剂来制备球形镍钴锰三元前驱体的方法，能够成功制得密实度较高的球形镍钴锰三元前驱体，由于EDTA没有气味，因此生产环境得到了极大改善，但是EDTA中仍然含有氮元素，生产废水中的氨氮含量仍然较高，废水治理难度大的困扰依然没有解决。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种非含氮络合剂辅助制备球形镍钴锰三元前驱体的方法，不仅能够制得密实度高的球形镍钴锰三元前驱体，而且所使用络合剂无味、无毒、不含氮，能够改善生产环境，减轻生产废水中的污染处理负担。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种非含氮络合剂辅助制备球形镍钴锰三元前驱体的方法，包括以下步骤：

步骤A、按照镍盐:钴盐:锰盐＝1:1:1或4:2:4或5:2:3或6:2:2或8:1:1的摩尔比，将镍盐、钴盐、锰盐配制成金属离子总体浓度为1.0～2.0mol/L的镍钴锰混合盐溶液；