[发明专利]一种掺杂改性三元前驱体氧化物的制备方法

说明书

本发明包括以下几个步骤：第一步，将镍钴锰的混合盐溶液、添加剂溶液、絮凝剂溶液等按比例倒入搅拌机；第二步，将混合溶液搅拌均匀，搅拌温度保持在25℃‑55℃，搅拌时间0.5h‑3h；第三步，将获得的混合溶液注入一级喷雾热解设备，热解温度90℃‑150℃，得到半成品；第四步，将半成品输送到二级热解设备，热解温度350℃‑650℃，得到粗制品；第五步，粗制品转入管式炉，焙烧温度550℃‑850℃，焙烧时间1.5h‑3h，得到精制品；第六步，将精制品破碎、过筛，即可得到成品。通过该制备方法，相比于液相沉淀法，本发明工艺简单、反应时间短、成本低、掺杂元素分布均匀。

技术领域

本发明涉及三元材料技术领域，特别是涉及一种掺杂改性三元前驱体氧化物的制备方法。

背景技术

前驱体对三元材料的生产至关重要，因为前驱体的品质如：形貌、粒径、粒径分布、比表面积、杂质含量、振实密度等直接决定了最后烧结产物的理化指标并影响其电化学性能，业内公认三元材料60％的技术含量在前驱体里面。

目前工业上制备三元前驱体，主要采用的是液相共沉淀法：将镍钴锰盐溶液、沉淀剂、络合剂等按比例注入反应釜中，在一定控制条件下反应，洗涤烘干得到镍钴锰氢氧化物。同时，也有一些产品在前驱体沉淀过程中掺杂进入部分三元材料所需的添加剂金属离子，以实现原子结构层面的掺杂，改善三元材料的性能。

但是用液相沉淀法制备三元前驱体，工序复杂、反应时间长、控制精度要求高，而掺杂元素的沉淀系数(Ksp)通常与镍钴锰的沉淀系数差异较大，从而导致反应过程控制难度增加、掺杂元素沉淀亦不均匀。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种工艺流程短、控制简单、成本低、产品均匀度好的掺杂改性的三元前驱体氧化物(Ni1-x-yCoxMny)3O4(0≤x≤1，0≤y≤1)材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种掺杂改性三元前驱体氧化物的制备方法，包括以下几个步骤：

第一步，将镍钴锰的混合盐溶液、添加剂溶液、絮凝剂溶液等按比例倒入搅拌机。

第二步，将混合溶液搅拌均匀，搅拌温度保持在25℃-55℃，搅拌时间0.5h-3h。

第三步，将获得的混合溶液注入一级喷雾热解设备，热解温度90℃-150℃，得到半成品。

第四步，将半成品输送到二级热解设备，热解温度350℃-650℃，得到粗制品。

第五步，粗制品转入管式炉，焙烧温度550℃-850℃，焙烧时间1.5h-3h，得到精制品。

第六步，将精制品破碎、过筛，即可得到成品。

作为本发明的一种优选技术方案，所述镍钴锰混合盐溶液可由镍的氯化物盐溶液、硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、乙酸盐溶液等其中的一种、钴的氯化物盐溶液、硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、乙酸盐溶液等其中的一种和锰的氯化物盐溶液、硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、乙酸盐溶液等其中的一种混合而成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述添加剂溶液可为Ti、Mg、Al、Zr、Y、Mo、Nb等元素的氯化物盐溶液、硫酸盐溶液、硝酸盐溶液、乙酸盐溶液等其中的一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的絮凝剂溶液可为乙醇、甲醇、酰胺类等有机溶剂其中的一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述一级喷雾热解设备可具体为一级喷雾热解炉。

作为本发明的一种优选技术方案，所述二级热解设备可具体为二级解热炉。

与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

1、通过该制备方法，相比于液相沉淀法，本发明工艺简单、反应时间短、成本低、掺杂元素分布均匀；