[发明专利]锂电池用三元材料前驱体镍钴锰氢氧化物及其制备方法

摘要

本发明涉及一种锂电池用三元材料前驱体镍钴锰氢氧化物及其制备方法。其特点是化学通式为NixCoyMnz(OH)2，其中x+y+z=1，0＜x＜1,0＜y＜1,0＜z＜1。用本发明镍钴锰氢氧化物产品制备的三元材料，压实密度高，循环性能优、热稳定性好，自放电率低，具有良好的综合性能。本发明的制备方法在连续生产模式的基础上引入了单釜间歇的生产模式。以连续生产来制备粒度分布较宽，小颗粒较多的产品，在连续生产的产品基础之上，再使用间歇生产，生产过程中没有新的小颗粒生成，只是原有的小颗粒继续长大，长得更致密，其它较大颗粒同时也在生长，最终产品依然保持较宽的粒度分布。

主权项

一种锂电池用三元材料前驱体镍钴锰氢氧化物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按照化学通式中记载的Ni：Co：Mn的摩尔比配制总浓度为0.5～2.5mol/L的镍钴锰可溶盐混合水溶液，配制浓度为5～8mol/L的氢氧化钠水溶液，配制浓度为5～10mol/L的氨水溶液；上述化学通式为NixCoyMnz(OH)2，其中x+y+z＝1，0＜x＜1,0＜y＜1,0＜z＜1；(2)向反应釜A中加入氨浓度为0.2‑0.6mol/L，pH为11.2‑11.6的母液作为底水；(3)持续向密封的反应釜A中通入氮气，开启搅拌，起釜温度为45～50℃，起釜pH为11.2～11.6，用精密计量泵连续向反应釜A中并流加入步骤(1)中配制的镍钴锰可溶盐水溶液、步骤(1)中配制的氢氧化钠水溶液、步骤(1)中配制的氨水溶液，控制NH3/(Ni+Co+Mn)的摩尔比＝0.4～0.8，每小时物料总流量为反应釜体积的1/8～1/15，随着连续的进料，调整氢氧化钠水溶液流量，控制pH＝11.2～12.5，反应温度为45～60℃，当反应釜满后，溢流的物料作为不合格料回收处理，溢流35‑45小时，之后反应釜A开始向与其连通的反应釜B溢流；(4)当反应釜B满后，开始持续向密封的反应釜B内通氮气，开启搅拌，开始用精密计量泵连续向反应釜B中并流加入步骤(1)中的镍钴锰可溶盐水溶液、步骤(1)中的氢氧化钠水溶液、步骤(1)中的氨水溶液，反应控制条件与步骤(3)中反应釜A的条件相同，随着物料的连续进入，反应釜B中物料逐渐长大，母液从反应釜B的精密过滤管连续排出，直至粒径尺寸达到D50＝10.5‑11μm后，停止进料，清空反应釜B，等待从反应釜A接受物料；(5)当反应釜B满后的同时，反应釜A开始向与其连通的反应釜C溢流，当反应釜C满后，反应釜C按照与步骤(4)中反应釜B相同的方法进行生产；(6)当反应釜C满后的同时，反应釜A开始向与其连通的反应釜D溢流，当反应釜D满后，反应釜D按照与步骤(4)中反应釜B相同的方法进行生产；(7)当反应釜D满后的同时，反应釜A再次开始向与其连通的反应釜B溢流，返回步骤(4)进行生产，从而形成了持续的生产循环；(8)从反应釜B、反应釜C和反应釜D中生产出的物料，用离心机脱去母液，然后用氢氧化钠水溶液洗涤，接着用纯水洗涤，直至洗涤出水pH＜10，洗涤结束；(9)将洗涤好的物料烘干；(10)将烘干的物料过200目筛网后，即得到镍钴锰氢氧化物颗粒。