[发明专利]一种高球形度三元前驱体晶种的制备方法及使用该晶种制备高球形度三元前驱体的方法

说明书

本发明涉及一种高球形度三元前驱体晶种的制备方法及使用该晶种制备高球形度三元前驱体的方法，一种高球形度三元前驱体晶种的制备方法可制备出较好球形度的晶种，并实现连续生产，为生产前驱体源源不断的提供高球形度的晶种，且制备得到的高球形度晶种可进行储备后作为下步生产高球形度前驱体的晶种使用，也可经加工后单独作为小粒径前驱体使用；一种使用晶种制备高球形度三元前驱体的方法，通过引入已生产好的高球形度晶种，控制反应条件，使晶种逐步长大，从而得到满足所需粒径的高球形度前驱体，缩短生产周期。

技术领域

本发明属于锂离子电池三元正极材料前驱体技术领域，特别是一种高球形度三元前驱体晶种的制备方法及使用该晶种制备高球形度三元前驱体的方法。

背景技术

锂离子电池作为一种新型的绿色电源，已广泛的应用于3C数码电子产品、电动工具、电动车、储能等领域。三元正极材料是目前各大企业竞相开发的热点，而三元前驱体对于正极材料的性能有着至关重要的影响。

球形度是评价前驱体的其中一个关键维度。高球形度可以提高正极材料的振实密度、倍率性能、循环性能等。因此，如何提高前驱体的球形度一项重要的技术。根据目前的前驱体合成技术，当粒度大于4μm以后，较容易获得较高的球形度。相反，粒度小于4μm时，颗粒球形度较差。

中国专利CN108946827A公开了一种超小粒径镍钴锰氢氧化物及其制备方法，采用无氨的有机络合剂，合成了2μm以下的超小颗粒，且具有高的球形度和分散性。该方法虽具有绿色环保、且可合成高球形度和分散性的小颗粒产品，但存在体系的完全切换，与目前主流产业化的废水处理工艺不兼容，因此该方法的推广和发展还具有很长的道路。

中国专利CN104201367B公开了一种高密度小粒径镍钴锰氢氧化物及其制备方法，采用络合控制结晶共沉淀法，通过造核、生长、在不断提高的固液比下颗粒不断摩擦碰撞的特别工艺流程下，镍钴锰可溶盐水溶液与氢氧化钠水溶液在氨的络合下进行共沉淀反应，得到元素分布均匀、球形度好、粒度分布均匀、振实密度高的小粒径镍钴锰氢氧化物沉淀，解决了现有方法制备的小粒径镍钴锰氢氧化物元素分布不均匀、颗粒相貌差、表面疏松、粒径控制困难，不均匀和振实密度低等问题。该方法制备小粒径前驱体时存在团聚现象，球形度虽然有了提高，但是仍然不能满足下游客户对高球形度的需求。

中国专利CN107640792A和中国专利CN103253717B通过采用调整pH值和络合剂含量的母液作为底液，合成了分散性良好的小颗粒，虽然球形度有了较大的提高，但仍然具有显著的团聚现象，而反应初期的团聚更为严重。

中国专利CN110040790A公开了一种高球形度镍钴锰三元前驱体及其制备方法，通过添加硬质微球，并在强烈搅拌作用下，来增加镍钴锰三元前驱体产品在生长过程中的碰撞频率和碰撞次数，来促使小颗粒镍钴锰三元前驱体在较短的生长时间内，就成型有较高的球形度，反应结束后利用自然沉降，将所述硬质微球悬浊液与浆料分离，以此得到高球形度镍钴锰三元前驱体。该方法为间歇式反应，无法连续生产，需要周期性的停止反应、将晶种和微粒进行分离，使生产效率低，且在制备小粒径前驱体时，生长周期非常短，导致其生产实用性较低。

由于锂电行业的更新迭代速度极快，三元前驱体材料并不具有保值功能，生产厂家不能囤积太多的三元前驱体材料，库存往往就意味着亏损。

然而当客户急需产品时，产品的生产周期又比较长，难以在短时间内获得所需产品，导致无法按时交货，或产品生产出来后已被更新替代，产品价值大打折扣。

发明内容

本发明的目的之一，提供一种高球形度三元前驱体晶种的制备方法，可制备出较好球形度的晶种，并实现连续生产，可为生产前驱体源源不断的提供高球形度的晶种，且制备得到的高球形度晶种可进行储备后作为下步生产高球形度前驱体的晶种使用，也可经加工后单独作为小粒径前驱体使用；