一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：（1）原料制备；（2）原料预处理；（3）稀碱配制；（4）共沉淀；（5）陈化；（6）洗涤；（7）烘干。本发明专利技术的低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法具有钠含量低、制备方法简单和连续化生产效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法
本专利技术涉及硫镍钴锰三元素
，特别是一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法。
技术介绍
镍钴锰三元素混合氢氧化物，又称三元前驱体。以镍盐、钴盐、锰盐为原料，其中的镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，是生产三元锂离子电池正极材料的主原料。常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO2，三元前驱体材料则是镍钴锰酸锂Li（NiCoMn）O2，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高。三元前驱体的性能好坏在很大程度上决定着镍钴锰酸锂性能的好坏，因为镍钴锰氢氧化物的尺寸、形貌、结构对后续加工的镍钴锰酸锂的尺寸、形貌、结构有直接影响。目前商业化的三元前驱体基本采用的都是氢氧化物共沉淀法，即将镍、钴、锰混合溶液，沉淀剂，络合剂等同时加入反应釜中，在一定条件下即可合成三元前驱体（镍钴锰氢氧化物）。目前，市场上该类产品的现状为：1、利用常规方法沉淀的镍钴锰三元素混合氢氧化物，钠含量≥50ppm，硫含量≥300ppm,给后续的三元正极材料生产处理带来了困难。2、利用强碱沉淀生成镍钴锰三元素混合氢氧化物，生产过程中由于碱性高、粘度高的特点，且生产环境均为高硫酸根和高钠离子，致使得沉淀得到镍钴锰三元素混合氢氧化物中钠和硫的含量偏高。
技术实现思路
本专利技术的最主要目的在于提供了一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法，具有钠含量低、制备方法简单和连续化生产效率高的特点。本专利技术可以通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：（1）原料制备：按照总浓度1.5±0.2mol/L配制镍钴锰硫酸盐的混合液体；（2）原料预处理：在常温下，对已制备好的镍钴锰硫酸盐混合溶液经过超声波频率在25-35KHz下处理2-4小时，然后依次通过脱脂棉、活性炭、高分子树脂过滤柱，再经过精密过滤器和金属或陶瓷过滤器过滤；在步骤（2）中，目的是为了将溶液中的微细颗粒和油份充分去除，减轻在共沉淀反应过程中产品颗粒的假团聚（3）稀碱配制：在常温下，将浓度为30-32%氢氧化钠溶液稀释至20%±2%氢氧化钠溶，然后按体积比的0.05-0.1‰加入AKN-2300水性分散剂；在步骤（3）中，加入活性分散剂，在反应过程中不断加入到反应器内起到了分散颗粒的作用。（4）共沉淀：在反应釜中，反应温度控制在50℃±5℃，以制备好的总浓度1.5mol±0.2/L镍钴锰硫酸盐的混合液体为原料，以配制好的浓度20%±2%氢氧化钠溶为沉淀剂，以7.5mol±0.3/L氨水为络合剂进行共沉淀反应，反应过程中控制反应器内固含量≥450g/L，反应时间55±2小时；在步骤（4）中，反应过程中在反应器内固含量控制≥450g/L，其目的是加强反应器内产品颗粒的数量，加强了颗粒之间的碰撞和磨擦，减少颗粒团聚和杂质的吸附。（5）陈化：反应完成后转入陈化槽，搅拌4±1小时；（6）洗涤：陈化好的浆料先自然澄清，排去上清液，加入浓度为0.5-1%浓度的稀氢氧化钠溶液进行调浆，调浆2±0.5小时，采用离心机进行对浆料进行过滤，过滤甩干后再分别用稀氢氧化钠溶液和去离子水进行洗涤；（7）烘干：洗涤的镍钴锰三元素混合氢氧化物固体进行烘干即可得到低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物。进一步地，步骤（2）中的过滤器为金属过滤器或陶瓷过滤器。进一步地，步骤（7）的烘干条件为：采用热风循环烘干箱在110-140℃进行5±0.5小时的时间进行烘干。进一步地，步骤（6）的洗涤具体条件为：稀氢氧化钠溶液的固体料重量比为1：1、浓度为0.5-1%浓度；去离子水的固体重量比为1：15、温度为70-75℃。本专利技术低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法具有如下有益的技术效果：本专利技术在原料配制成混合溶液后进行了预处理，大大降低了溶液中细微固体颗粒和油份，减少了共沉淀过程中的假团和包夹。在沉淀剂中加入活性分散剂，加强了共沉淀过程中的颗粒分散作用，进一步减少共沉淀过程中的假团和包夹，以及硫酸根离子和钠离子的吸附。本专利技术的制备过程中控制通过反应器内高固含量，一方面增加单槽的产能，另一方面增加颗粒之间的碰撞达到修饰和减少杂质离子的吸附的作用。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例及对本专利技术产品作进一步详细的说明。本专利技术公开了一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：（1）原料制备：按照总浓度1.5mol±0.2/L配制镍钴锰硫酸盐的混合液体；（2）原料预处理：在常温下，对已制备好的镍钴锰硫酸盐混合溶液经过超声波频率在25-35KHz下处理2-4小时，然后依次通过脱脂棉、活性炭、高分子树脂过滤柱，再经过精密过滤器和金属或陶瓷过滤器过滤；（3）稀碱配制：在常温下，将浓度为30-32%氢氧化钠溶液稀释至20%±2%氢氧化钠溶，然后按体积比的0.05-0.1‰加入AKN-2300水性分散剂；（4）共沉淀：在反应釜中，反应温度控制在50℃±5℃，以制备好的总浓度1.5mol±0.2/L镍钴锰硫酸盐的混合液体为原料，以配制好的浓度20%±2%氢氧化钠溶为沉淀剂，以7.5mol±0.3/L氨水为络合剂进行共沉淀反应，反应过程中控制反应器内固含量≥450g/L，反应时间55±2小时；（5）陈化：反应完成后转入陈化槽，搅拌4±1小时；（6）洗涤：陈化好的浆料先自然澄清，排去上清液，加入浓度为0.5-1%浓度的稀氢氧化钠溶液进行调浆，调浆2±0.5小时，采用离心机进行对浆料进行过滤，过滤甩干后再分别用稀氢氧化钠溶液和去离子水进行洗涤；（7）烘干：洗涤的镍钴锰三元素混合氢氧化物固体进行烘干即可得到低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物。进一步地，步骤（2）中的过滤器为金属过滤器或陶瓷过滤器。进一步地，步骤（7）的烘干条件为：采用热风循环烘干箱在110-140℃进行5±0.5小时的时间进行烘干。进一步地，步骤（6）的洗涤具体条件为：稀氢氧化钠溶液的固体料重量比为1：1、浓度为0.5-1%浓度；去离子水的固体重量比为1：15、温度为70-75℃。在本专利技术中，在50℃±5℃的条件下，以氢氧化钠为沉淀剂，氨水为络合剂，利用硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰混合溶液共沉淀法制备镍钴锰三元素混合氢氧化物，解决氢氧化物颗粒生成过程中团聚和杂质包夹，最终制备得到的镍钴锰三元素混合氢氧化物产品中钠含量大于≤30ppm，硫含量≤300ppm。实施例1本专利技术公开了一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：（1）原料制备：按照总浓度1.5mol/L配制镍钴锰硫酸盐的混合液体；（2）原料预处理：在常温下，对已制备好的镍钴锰硫酸盐混合溶液经过超声波频率在25-35KHz下处理2-4小时，然后依次通过脱脂棉、活性炭、高分子树脂过滤柱，再经过精密过滤器和金属或陶瓷过滤器过滤；（3）稀碱配制：在常温下，将浓度为30-32%氢氧化钠溶液稀释至20%±2%氢氧化钠溶，然后按体积比的0.05-0.1‰加入AKN-2300水性分散剂；（4）共沉淀：在反应釜中，反应温度控制在50℃±5℃，以制备好的总浓度1.5mol/L镍钴锰硫酸盐的混合液体为原料，以配制好的浓度20%±2%氢氧化钠溶为沉淀剂，以7.5mol本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）原料制备：按照总浓度1.5±0.2mol/L配制镍钴锰硫酸盐的混合液体；（2）原料预处理：在常温下，对已制备好的镍钴锰硫酸盐混合溶液经过超声波频率在25‑35KHz下处理3±1小时，然后依次通过脱脂棉、活性炭、高分子树脂过滤柱，再经过精密过滤器和金属或陶瓷过滤器过滤；（3）稀碱配制：在常温下，将浓度为30‑32%氢氧化钠溶液稀释至20%±2%氢氧化钠溶，然后按体积比的0.05‑0.1‰加入AKN‑2300水性分散剂；（4）共沉淀：在反应釜中，反应温度控制在50℃±5℃，以制备好的总浓度1.5mol±0.2/L镍钴锰硫酸盐的混合液体为原料，以配制好的浓度20%±2%氢氧化钠溶为沉淀剂，以7.5mol±0.3/L氨水为络合剂进行共沉淀反应，反应过程中控制反应器内固含量≥450g/L，反应时间55±2小时；（5）陈化：反应完成后转入陈化槽，搅拌4±1小时；（6）洗涤：陈化好的浆料先自然澄清，排去上清液，加入浓度为0.5‑1%浓度的稀氢氧化钠溶液进行调浆，调浆2±0.5小时，采用离心机进行对浆料进行过滤，过滤甩干后再分别用稀氢氧化钠溶液和去离子水进行洗涤；（7）烘干：洗涤的镍钴锰三元素混合氢氧化物固体进行烘干即可得到低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物。...

【技术特征摘要】
1.一种低钠含量硫镍钴锰三元素混合氢氧化物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）原料制备：按照总浓度1.5±0.2mol/L配制镍钴锰硫酸盐的混合液体；（2）原料预处理：在常温下，对已制备好的镍钴锰硫酸盐混合溶液经过超声波频率在25-35KHz下处理3±1小时，然后依次通过脱脂棉、活性炭、高分子树脂过滤柱，再经过精密过滤器和金属或陶瓷过滤器过滤；（3）稀碱配制：在常温下，将浓度为30-32%氢氧化钠溶液稀释至20%±2%氢氧化钠溶，然后按体积比的0.05-0.1‰加入AKN-2300水性分散剂；（4）共沉淀：在反应釜中，反应温度控制在50℃±5℃，以制备好的总浓度1.5mol±0.2/L镍钴锰硫酸盐的混合液体为原料，以配制好的浓度20%±2%氢氧化钠溶为沉淀剂，以7.5mol±0.3/L氨水为络合剂进行共沉淀反应，反应过程中控制反应器内固含量≥450g/L，反应时间55±2小时；（5）陈化：反应完成后转入陈化槽，搅拌4±1...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭灿，汤依伟，
申请(专利权)人：清远佳致新材料研究院有限公司，广东佳纳能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44