[发明专利]一种镍钴锰三元前驱体晶种的制备方法

说明书

一种镍钴锰三元前驱体晶种的制备方法，包括：配制镍钴锰混合盐溶液、液碱、氨水溶液；在反应釜中配制反应底液并通入N₂；将镍钴锰混合盐溶液、液碱、氨水溶液分别连续通入反应釜中进行共沉淀反应；共沉淀反应生成的浆料粒径D50为目标粒径的90％‑95％时开始溢流，此时停止通入N₂，然后向反应釜内剩余的浆料中通入氧气将浆料中Mn²⁺氧化成Mn⁴⁺；当反应釜中的浆料D00＜1.0μm、径距d≥0.9时停止通入氧气，得到所述的镍钴锰三元前驱体晶种。本发明通过把料液中的Mn²⁺氧化成具有更小溶度积的Mn⁴⁺，操作简单，反应过程pH稳定，晶体形核和长大之间的平衡容易控制，粒径分布波动小，前驱体颗粒形貌一致性好。

技术领域

本发明涉及新能源电池材料前驱体的制备领域，具体涉及一种镍钴锰三元前驱体晶种的制备方法。

背景技术

镍钴锰三元前驱体是制备锂离子电池正极材料最重要的原材料，而三元前驱体主要制备方法是把镍钴锰金属盐溶液、液碱、氨水同时加入反应釜中进行共沉淀反应，连续法(一边进料一边出料)制备三元前驱体过程中，一般是通过调节反应釜浆料pH值，氨浓度及三元流量等控制反应平衡来制备目标前驱体粒径大小和分布，pH值变化则是通过液碱在一定时间的加入量来实现，若pH调整幅度较小，晶种不能过量形成，反应釜中的前驱体颗粒就会一直团聚长大，粒度分布过窄不满足要求，若pH调整幅度过大，则可能会造成晶种短时间能爆发式产生，严重破坏反应平衡，导致物料报废，另外pH周期波动也会影响前驱体一次颗粒结晶，导致前驱体二次颗粒的形貌差异较大。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种镍钴锰三元前驱体晶种的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种镍钴锰三元前驱体晶种的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)配制镍钴锰混合盐溶液、液碱、氨水溶液；在反应釜中配制反应底液并通入N₂；

(2)将经步骤(1)得到的镍钴锰混合盐溶液、液碱、氨水溶液分别连续通入反应釜中进行共沉淀反应；

(3)随着连续进料，共沉淀反应生成的浆料粒径D50为目标粒径的90％-95％并溢流，此时停止通入N₂，然后向反应釜内剩余的浆料中通入氧气将浆料中Mn²⁺氧化成Mn⁴⁺；

(4)当反应釜中的浆料粒径D00＜1.0μm、径距d(d＝(D90-D10)/D50)≥0.9时停止通入氧气，得到所述的镍钴锰三元前驱体晶种。

进一步地，所述镍钴锰混合盐溶液浓度为80-130g/L，其中Ni离子浓度为30-70g/L，Co离子浓度为10-30g/L，Mn离子浓度为20-40g/L；所述液碱浓度为25-35％，氨水溶液浓度为12-20％。

进一步地，所述步骤(1)反应底液体积为反应釜体积的1/2-5/6。

进一步地，所述步骤(1)反应底液是通过将氨水和液碱混合配制，所述反应底液氨浓度为8.0-12.0g/L，pH为10.0-12.0。

进一步地，所述步骤(1)N₂的流量为0.2-1.5m³/h。

进一步地，所述步骤(2)镍钴锰混合盐溶液、液碱、氨水溶液的流量分别为200-600L/h、60-350L/h、20-70L/h。

进一步地，所述步骤(3)氧气浓度为20％-100％、流量为0.05-0.5m³/h。