一种改善前驱体包覆均一性的方法与流程

本发明属于材料化学，具体涉及一种改善前驱体包覆均一性的方法。

背景技术：

1、掺杂包覆型前驱体是制备高性能正极材料的重要原材料，具有广阔的发展及应用前景。传统间歇法工艺制备前驱体，其反应体系为反应釜-浓密器，在包覆反应阶段，由于浓缩器与反应釜之间物料循环的充分性与及时性不足，导致大量结晶颗粒未得到有效包覆，使得后续生产的正极材料循环寿命不足，最终影响电池性能。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供一种改善前驱体包覆均一性的方法，本发明能够解决反应包覆阶段颗粒表面包覆不均匀的问题，提高正极材料的循环寿命。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种改善前驱体包覆均一性的方法，所述方法包括以下步骤：

4、(1)配制镍钴锰混合三元溶液，镍钴锰混合三元溶液的浓度为10-150g/l，镍钴锰混合三元溶液中ni、co、mn的摩尔比为60-98：1-20：1-20；配制浓度为1-50g/l的硫酸锆溶液；配制浓度为10-150g/l的硫酸钴溶液；

5、(2)在第一反应釜中配制底液，底液的温度为40-80℃、氨浓度为1-10g/l、ph值为9.0-13.0，向第一反应釜中通入n2，并将第一反应釜开启搅拌；

6、(3)将镍钴锰混合三元溶液、硫酸锆溶液、氨水、naoh溶液，同时泵入到第一反应釜中进行共沉淀反应，控制第一反应釜的温度为40-80℃、搅拌转速为50-400r/min，控制第一反应釜内浆料的氨浓度为1-10g/l、ph值为9.0-13.0，待第一反应釜内结晶颗粒长大至粒度d50为3.0-20.0μm后停止加料，得到第一阶段浆料；

7、(4)将第一阶段浆料转入第二反应釜中，控制第二反应釜的温度、ph、氨浓度、碱浓度与第一反应釜一致；

8、(5)将硫酸钴溶液、氨水、naoh溶液，同时泵入到第二反应釜中进行表面包覆反应，控制第二反应釜中浆料温度为40-80℃、搅拌转速为50-400r/min、氨浓度为1-10g/l、ph值为9.0-13.0，待第二反应釜内结晶颗粒长大至粒度d50为4.0-21.0μm后停止加料，得到合格浆料；

9、(6)将合格浆料经洗涤、脱水、烘干、筛分、除铁、包装制得成品。

10、进一步地，所述第一反应釜的容积为1-10m3，所述底液中去离子纯水体积为0.5-5m3。

11、进一步地，所述第二反应釜的容积为15-30m3，步骤(4)中将第一阶段浆料经质量流量计转入第二反应釜中。

12、进一步地，步骤(3)中将镍钴锰混合三元溶液、硫酸锆溶液、质量浓度为10-30％的氨水、质量浓度为10-50％的naoh溶液，同时泵入到第一反应釜中进行共沉淀反应。

13、进一步地，步骤(3)中将镍钴锰混合三元溶液、硫酸锆溶液、氨水、naoh溶液分别以100-150l/h、30-50l/h、10-20l/h、10-30l/h的流量，同时泵入到第一反应釜中进行共沉淀反应。

14、进一步地，步骤(5)中将硫酸钴溶液、质量浓度为10-30％的氨水、质量浓度为10-50％的naoh溶液，同时泵入到第二反应釜中进行表面包覆反应。

15、进一步地，步骤(5)中将硫酸钴溶液、氨水、naoh溶液分别以50-60l/h、15-25l/h、6-10l/h的流量，同时泵入到第二反应釜中进行表面包覆反应。

16、进一步地，步骤(2)中向第一反应釜中通入n2的流量为0.5-5.0m3/h。

17、本发明的有益技术效果：本发明通过在反应包覆阶段淘汰浓缩器，从根本上解决了包覆不均一的问题，通过选用适当体积的反应釜，精准控制包覆前浆料的使用量及包覆过程中盐溶液的投入量，解决了反应包覆阶段颗粒表面包覆不均匀的问题，大幅提升了正极材料的循环寿命，对制得的产品颗粒，检测epma，显示包覆效果良好。本发明精准控制包覆盐溶液用量，精准控制包覆后最终摩尔比；本发明操作便捷，利于大规模生产推广使用。

技术特征：

1.一种改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，所述第一反应釜的容积为1-10m3，所述底液中去离子纯水体积为0.5-5m3。

3.根据权利要求1所述的改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，所述第二反应釜的容积为15-30m3，步骤(4)中将第一阶段浆料经质量流量计转入第二反应釜中。

4.根据权利要求1所述的改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，步骤(3)中将镍钴锰混合三元溶液、硫酸锆溶液、质量浓度为10-30％的氨水、质量浓度为10-50％的naoh溶液，同时泵入到第一反应釜中进行共沉淀反应。

5.根据权利要求4所述的改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，步骤(3)中将镍钴锰混合三元溶液、硫酸锆溶液、氨水、naoh溶液分别以100-150l/h、30-50l/h、10-20l/h、10-30l/h的流量，同时泵入到第一反应釜中进行共沉淀反应。

6.根据权利要求1所述的改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，步骤(5)中将硫酸钴溶液、质量浓度为10-30％的氨水、质量浓度为10-50％的naoh溶液，同时泵入到第二反应釜中进行表面包覆反应。

7.根据权利要求6所述的改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，步骤(5)中将硫酸钴溶液、氨水、naoh溶液分别以50-60l/h、15-25l/h、6-10l/h的流量，同时泵入到第二反应釜中进行表面包覆反应。

8.根据权利要求1所述的改善前驱体包覆均一性的方法，其特征在于，步骤(2)中向第一反应釜中通入n2的流量为0.5-5.0m3/h。

技术总结
本发明公开了一种改善前驱体包覆均一性的方法，包括以下步骤：配制镍钴锰混合三元溶液、硫酸锆溶液、硫酸钴溶液；在第一反应釜中配制底液，通入N<subgt;2</subgt;，开启搅拌；将镍钴锰混合三元溶液、硫酸锆溶液、氨水、NaOH溶液，同时泵入到第一反应釜中进行共沉淀反应，待结晶颗粒长大至粒度D50为3.0‑20.0μm后停止加料，得到第一阶段浆料；将第一阶段浆料转入第二反应釜中；将硫酸钴溶液、氨水、NaOH溶液，同时泵入到第二反应釜中进行表面包覆反应，待结晶颗粒长大至粒度D50为4.0‑21.0μm后停止加料，得到的合格浆料经洗涤、脱水、烘干、筛分、除铁、包装制得成品。本发明能够解决反应包覆阶段颗粒表面包覆不均匀的问题。

技术研发人员：许开华,刘坤,吕志,邹书文
受保护的技术使用者：荆门市格林美新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12