[发明专利]一种大颗粒高镍四元前驱体及其制备方法

权利要求书

1.一种大颗粒高镍四元前驱体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、配制Ni、Co、Mn的总摩尔浓度为1.8~2.5mol/L的第一金属液；配制Ni、Co、Mn的总摩尔浓度为1.4~1.8mol/L的第二金属液；

配制摩尔浓度为8~10mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为沉淀剂；

配制氨水、偏铝酸钠以及所述沉淀剂的第一混合液，该第一混合液中氨水的浓度为1~3mol/L，第一混合液中偏铝酸钠的浓度为0.04~0.16mol/L，通过所述沉淀剂调节所述第一混合液的pH为11.80~12.20；

配制氨水、偏铝酸钠、海藻酸钠以及所述沉淀剂的第二混合液，该第二混合液中氨水的浓度为1~3mol/L，第二混合液中偏铝酸钠的浓度为0.02~0.12mol/L，通过所述沉淀剂调节第二混合液的pH为11.80~12.20；

步骤二、向封闭的反应釜中通入氮气或惰性气体作为保护气体，气流量控制为300~500L/h，加入所述沉淀剂、纯水和氨水配成底液，通过沉淀剂控制底液的pH值为11.80~12.20，温度维持在40~60℃，底液的氨浓度为0.35~0.45mol/L；

步骤三、保持反应釜搅拌开启，将步骤一中的所述第一金属液、所述沉淀剂以及所述第一混合液分别以200~800 mL/min的流速持续加入到步骤二中的所述反应釜中进行共沉淀反应，溢流初期流向陈化槽进行收集，反应过程中的pH值保持在11.60~11.80，反应温度维持在40~60℃，反应釜的转速为300~400 r/min，待陈化槽中的产物粒度D50生长到 6~9um时关闭流向陈化槽的溢流，将溢流流向提浓机，待反应釜中的产物粒度生长到14~16um时暂停进液；

步骤四、将步骤三中所述第一金属液停止进液，改为加入第二金属液，同时将所述第一混合液停止进液，改为加入第二混合液；第二金属液、第二混合液与所述沉淀剂分别以200~800 mL/min的流速持续加入到步骤三中的反应釜中进行共沉淀反应，反应过程中的pH值保持在11.30~11.50，反应温度维持在40~60℃，反应釜的转速为180~280 r/min，通过提浓机控制反应釜的固含量，反应过程中将陈化槽的物料间歇式返回到反应釜，控制反应釜物料的粒度径距（（D90-D10）/D50）为0.65~0.75，待反应釜中的产物粒度生长到20~30um时停止进液，获得共沉淀产物；

步骤五、将步骤四中的共沉淀产物经过压滤、洗涤、干燥得到内部中空的四元前驱体；

该步骤五得到的大颗粒高镍四元前驱体的化学式为Ni_xCo_yMn_zAl_k(OH)₂，其中，0.80≤x＜0.98，0＜y＜0.20，0.01＜z＜0.20，0.01＜k＜0.03，且x+y+z+k=1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤一中，所述第二混合液中海藻酸钠的质量百分含量为1~3%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述反应釜的容积为300~500L，所述底液的体积小于或等于反应釜的容积。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤三中，所述第一金属液与第一混合液的流量满足Ni、Co、Mn的总摩尔与氨的摩尔比为2.0~2.5。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤四中，所述第二金属液与第二混合液的流量满足Ni、Co、Mn的总摩尔与氨的摩尔比为1.5~1.9。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤四中，通过所述提浓机控制所述反应釜中物质的固含量为22~26%。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述大颗粒高镍四元前驱体的D50为20~30um，粒度径距0.65＜（D90-D10）/D50＜0.75，振实密度为2.0~2.3g/cm³，比表面积为8~18m²/g。