[发明专利]一种三元前驱体的陈化方法

说明书

本发明公开了一种三元前驱体的陈化方法，包括：a、将在合成釜反应完成后的三元前驱体料浆送入陈化槽中，向所述陈化槽中加入碱溶液，静置，进行第一陈化处理；b、将所述步骤a中完成第一陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入陈化中转槽中，搅拌陈化，进行第二陈化处理；c、将所述步骤b中完成第二陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入压滤机，加入碱溶液浸泡，进行第三陈化处理。本发明的三元前驱体的陈化方法，能够有效控制三元前驱体材料的形貌，获得球形度较好的三元前驱体产品，同时降低了三元前驱体中的硫含量，并且显著提高了生产效率。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种三元前驱体的陈化方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好等优点，在3C类产品和新能源汽车领域得到了广泛应用。目前，锂离子电池采用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂和镍钴锰酸锂等，但随着新能源汽车产业逐渐成为引领世界绿色发展的主力产业，镍钴锰酸锂已发展成锂离子动力电池关键材料，成为最具发展潜力的锂离子电池正极材料，具有广阔的市场前景。

为了得到高性能、低成本的镍钴锰三元正极材料，目前，通常采用均相共沉淀法制备镍钴锰氢氧化物，即镍钴锰三元正极材料前驱体，再将前驱体与锂盐进行高温固相反应合成正极材料。因此，高性能的正极材料一定程度上取决于其前驱体材料的品质，其性能直接决定了电池的能量密度、寿命、安全性等。在当前竞争激烈的市场下，提高三元前驱体产品的品质成为了当下研究的热点。而陈化过程对共沉淀法生产镍钴锰三元前驱体有着相当重要的作用，并最终会影响到镍钴锰酸锂正极材料的电化学性能。因此，有必要对陈化过程进行深入研究，以进一步提高三元前驱体材料的品质。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：在三元前驱体材料的制备过程中，陈化方式主要有脱水前陈化和脱水后陈化两种。

脱水前陈化工艺主要是在离心机内进行陈化处理，离心机内做陈化是将料浆泵入离心机，依靠离心机转动的离心力脱水，之后再将一定浓度的热稀碱泵入离心机内，再通入一定量的热纯水进行洗涤，完成陈化过程。稀碱在泵入离心机后，在离心力作用下较快的与物料接触，与物料接触面积较小，接触的时长较短，导致陈化过程不充分，如果要实现充分与物料接触，稀碱消耗量将会很大，相应地会导致废水处理量很大。

脱水后陈化包括在陈化槽内陈化或在板框压滤机内陈化。在陈化槽内进行陈化处理是合成釜反应完成后将料浆放入陈化槽，静置排出上清液，之后继续加料、排上清液，直至去除上清液后物料装满陈化槽，累计6-8吨，这一过程需要耗时15-20小时，物料装满后加入配置好的稀碱溶液，开启搅拌，进行浸泡陈化5-10小时，陈化完成后进行后续处理。在陈化槽内进行陈化处理，需要15-20小时才能将上清液排完将物料装满，消耗时间过长，导致氧化风险升高，并且，在陈化的过程中一直开启搅拌，会对物料的形貌产生影响，产生大量的碎球，产品比表面积增大，不利于SO4^2-的有效去除，造成产品中硫含量较高，由于陈化效果不理想，造成三元前驱体产品的球形度较差。

在板框压滤机内进行陈化处理是合成釜反应完成后将料浆放入陈化槽，之后泵入压滤5机，在压滤机内进行陈化，陈化完成后进行后处理得到三元前驱体。在板框压滤机内进行

陈化处理，由于板框压滤机的结构特点，存在可能会发生进料孔堵料的情况，导致进料不均匀，陈化效果不理想，产品球形度差。

因此，需要对三元前驱体料浆的陈化工艺进行深入研究，以改善三元前驱体材料的形貌，并提高生产效率。

0本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施

例提出一种三元前驱体的陈化方法，能够有效控制三元前驱体材料的形貌，获得球形度较好的三元前驱体产品，同时降低了三元前驱体中的硫含量，并且大幅提高了生产效率。

本发明实施例的一种三元前驱体的陈化方法，包括：