一种改性NCM前驱体材料及其制备方法与流程

文档序号:12614955阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种改性的NCM前驱体材料,分子式为Ni(1-a-b-c)CocMnbXa(OH)2,其特征在于,所述材料为高密度球形氢氧化物,平均粒径在5-20微米之间,密度能控制在1.8~2.4g/cm3之间,钠离子≤0.015%,硫酸根≤0.15%,共沉积元素中0.001≤a≤0.03,0.05≤b≤0.3,0.1≤b≤0.3。

2.根据权利要求1所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将镍盐、钴盐、锰盐配制成镍钴锰混合盐溶液,将混合盐溶液、一定比例的还原剂、缓冲溶液及碱性沉淀剂用计量泵同时泵入有连续搅拌装置的反应容器中,在一定温度、一定转速、一定pH值条件下形成沉淀,逐渐生长成球形,并稳定到要求的粒径;

(2)将步骤(1)中生长成熟的NCM前驱体泵入陈化罐中陈化一定时间后,得到高密度的NCM基体,将NCM基体泵入另一反应罐中,调节pH值至9-11,并加入一定量的表面活性剂;

(3)配制用于改性的X元素盐溶液,通过设定好的计量泵将X元素盐溶液和碱性沉淀剂按一定流量同时泵入步骤(2)所述的反应罐中,在高速搅拌器的作用下实现包覆工序,然后进行固液分离、洗涤、烘干、筛分得到改性的NCM前驱体材料。

3.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述镍盐是硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的任意一种,所述钴盐是硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的任意一种,所述锰盐是硫酸 镍、氯化镍或硝酸镍中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述的混合盐溶液摩尔浓度为1-2mol/L。

5.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述还原剂是抗坏血酸,VE,亚硫酸钠,葡萄糖,亚硝酸钠中的一种或者几种,加入量在0.1-1g/L之间。

6.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述碱性沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾中的一种或几种配制而成的碱溶液,摩尔浓度控制在2-10mol/L。

7.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述温度控制在40-70℃,转速为100-300r/min,pH控制在12-13。

8.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述的陈化是指使NCM前驱体在40-70℃静止5-10h。

9.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述的表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐中的一种或几种,其加入量控制在0.001-0.005g/L,其旨在使包覆的X元素生成致密的均匀性较好纳米级包覆层。

10.根据权利要求2-8中任一项所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述的X元素包括镁、铝、锆、钛、钇元素中的一种或几种,其盐溶液是硫酸盐、氯化盐、硝酸盐、磷酸盐 中的任意一种。

11.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述的调节pH值是用少量硫酸、盐酸或硝酸将pH调至9-11,使包覆条件达到最佳状态。

12.根据权利要求2所述的一种改性的NCM前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述的固液分离是采用离心机或压滤机去除母液,然后用纯水洗涤至pH为9-10,然后在80-150℃条件下烘干得到改性的NCM前驱体材料。

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