镍钴锰三元材料前驱体分级系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了镍钴锰三元材料前驱体分级系统和方法，该系统包括：合成釜，所述合成釜具有原料入口和三元材料前驱体浆料出口；固固分离设备，所述固固分离设备具有三元材料前驱体浆料入口、水入口、小颗粒物料出口和大颗粒物料出口，所述三元材料前驱体浆料入口与所述三元材料前驱体浆料出口相连，所述小颗粒物料出口与所述原料入口相连。该系统可以对镍钴锰三元材料前驱体合成得到的浆料中的颗粒按粒度进行分级，并将小颗粒物料返回合成釜中，从而实现了反应的连续化，且工艺流程简单，适于工业化推广。

Nickel cobalt manganese three material precursor classification system and method

The invention discloses a nickel cobalt manganese three element material precursor classification system and method. The system includes a synthetic kettle. The synthetic kettle has a raw material inlet and a three metamaterials precursor slurry outlet, a solid solid separation device, and the solid solid separation equipment has a three yuan precursor slurry inlet, a water inlet, a small particle material outlet and a solid solid separation device. The entrance of the three yuan material precursor slurry is connected with the three yuan material precursor slurry outlet, and the small particle material exit is connected with the raw material entrance. The system can classify the particles in the slurry synthesized by the precursors of nickel, cobalt and manganese three yuan precursor, and return the small particles to the synthetic kettle, thus realizing the continuous reaction, and the process is simple and suitable for industrialization.

【技术实现步骤摘要】
镍钴锰三元材料前驱体分级系统和方法
本专利技术涉及化工领域，具体而言，本专利技术涉及镍钴锰三元材料前驱体分级系统和方法。
技术介绍
目前镍钴锰三元材料前驱体的主要制备方法为共沉淀法，即以碱溶液或碳酸盐溶液作为沉淀剂，使镍钴锰金属离子完全沉淀的方法。该法合成前驱体反应中至少包含了四个步骤，分别是成核、生长、聚结、团聚过程。而成核和生长两个过程对三元正极材料前驱体颗粒的粒径及粒度分布、形貌结构等特征影响明显。要使析出的固体颗粒大小均匀，可使成核和生长两个过程分开，便于已产生的晶核同步长大，所以有必要在合成过程中将粒径较小的颗粒与较大颗粒分开，从而使较小颗粒再次生长。此外，颗粒粒径大小以及均一性会影响三元正极材料的振实密度和电化学性能等。然而，现有的对镍钴锰三元材料前驱体分级的手段仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术的一个目的在于提出镍钴锰三元材料前驱体分级系统和方法。该系统可以对镍钴锰三元材料前驱体合成得到的浆料中的颗粒按粒度进行分级，并将小颗粒物料返回合成釜中，从而实现了反应的连续化，且工艺流程简单，适于工业化推广。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种镍钴锰三元材料前驱体分级系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：合成釜，所述合成釜具有原料入口和三元材料前驱体浆料出口；固固分离设备，所述固固分离设备具有三元材料前驱体浆料入口、水入口、小颗粒物料出口和大颗粒物料出口，所述三元材料前驱体浆料入口与所述三元材料前驱体浆料出口相连，所述小颗粒物料出口与所述原料入口相连。根据本专利技术实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级系统，通过将镍钴锰盐溶液与沉淀剂供给至合成釜中进行反应，并将反应得到的三元材料前驱体浆料供给至固固分离设备中进行固固分离处理，将该浆料中的颗粒按粒度大小分离，小颗粒物料返回合成釜中继续生长，从而既可以减少小颗粒物料的浪费，又可以保证制备得到的镍钴锰三元材料前驱体颗粒的均匀性，且不破坏生产的连续性；同时，该系统工艺流程简单，适于工业化推广。另外，根据本专利技术上述实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述镍钴锰三元材料前驱体分级系统进一步包括：液固分离装置，所述液固分离装置具有大颗粒物料入口和大颗粒固体物料出口，所述大颗粒物料入口与所述大颗粒物料出口相连。在本专利技术的一些实施例中，所述镍钴锰三元材料前驱体分级系统进一步包括：干燥装置，所述干燥装置具有大颗粒固体物料入口和大颗粒干燥物料出口，所述大颗粒固体物料入口与所述大颗粒固体物料出口相连。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种采用上述实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级系统对镍钴锰三元材料前驱体进行分级的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将镍钴锰盐溶液与沉淀剂供给至合成釜中进行反应，以便得到三元材料前驱体浆料；将所述三元材料前驱体浆料和水供给至固固分离设备中进行固固分离处理，以便分别得到大颗粒物料和小颗粒物料；以及将所述小颗粒物料返回所述合成釜中继续进行反应。根据本专利技术实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级方法，通过将镍钴锰盐溶液与沉淀剂供给至合成釜中进行反应，并将反应得到的三元材料前驱体浆料供给至固固分离设备中进行固固分离处理，将该浆料中的颗粒按粒度大小分离，小颗粒物料返回合成釜中继续生长，从而既可以减少小颗粒物料的浪费，又可以保证制备得到的镍钴锰三元材料前驱体颗粒的均匀性，且不破坏生产的连续性；同时，该方法工艺流程简单，适于工业化推广。另外，根据本专利技术上述实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述大颗粒物料中颗粒的平均粒径为5～10μm。在本专利技术的一些实施例中，所述小颗粒物料中颗粒的平均粒径为1～3μm。在本专利技术的一些实施例中，所述固固分离处理的条件包括：洗水速度为0.005～0.01m/s。在本专利技术的一些实施例中，所述镍钴锰三元材料前驱体分级方法进一步包括：将所述大颗粒物料供给至液固分离装置中进行液固分离处理，以便得到大颗粒固体物料。在本专利技术的一些实施例中，所述镍钴锰三元材料前驱体分级方法进一步包括：将所述大颗粒固体物料供给至干燥装置中进行干燥处理，以便得到大颗粒干燥物料。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级系统的结构示意图；图2是根据本专利技术再一个实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级系统的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级方法的流程示意图；图4是根据本专利技术再一个实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级方法的流程示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的镍钴锰三元材料前驱体的粒径分布图；图6是根据本专利技术一个实施例的镍钴锰三元材料前驱体的显微镜照片。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种镍钴锰三元材料前驱体分级系统。根据本专利技术的实施例，参考图1～2，该系统包括：合成釜100和固固分离设备200。下面参考图1～2对根据本专利技术实施例的镍钴锰三元材料前驱体分级系统进行详细描述：根据本专利技术的实施例，合成釜100具有原料入口101和三元材料前驱体浆料出口102，合成釜100适于将镍钴锰盐溶液与沉淀剂进行反应，以便得到三元材料前驱体浆料。根据本专利技术的实施例，共沉淀法生产三元材料前驱体的反应原理，导致产品中小颗粒不可避免的产生。三元材料前驱体粒径均一性将影响材料的振实密度和电化学性能等，通过采用本专利技术的系统可以实现对镍钴锰三元材料前驱体合成得到的浆料中的颗粒按粒度进行分级，并将小颗粒物料返回合成釜中，从而实现了反应的连续化。根据本专利技术的具体实施例，沉淀剂可以采用碱溶液或碳酸盐溶液。根据本专利技术的实施例，固固分离设备200具有三元材料前驱体浆料入口201、水入口202、小颗粒物料出口203和大颗粒物料出口204，三元材料前驱体浆料入口201与三元材料前驱体浆料出口102相连，小颗粒物料出口203与原料入口101相连，固固分离设备200适于将三元材料前驱体浆料和水进行固固分离处理，以便分别得到大颗粒物料和小颗粒物料，并将固固分离设备溢流出的小颗粒物料返回合成釜中继续进行反应，使小颗粒继续生长。根据本专利技术的实施例，采用固固分离设备对三元材料前驱体浆料的固固分离可以连续进行，分离效率高，耗能低，且主要分离介质是水，污染本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍钴锰三元材料前驱体分级系统，其特征在于，包括：合成釜，所述合成釜具有原料入口和三元材料前驱体浆料出口；固固分离设备，所述固固分离设备具有三元材料前驱体浆料入口、水入口、小颗粒物料出口和大颗粒物料出口，所述三元材料前驱体浆料入口与所述三元材料前驱体浆料出口相连，所述小颗粒物料出口与所述原料入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种镍钴锰三元材料前驱体分级系统，其特征在于，包括：合成釜，所述合成釜具有原料入口和三元材料前驱体浆料出口；固固分离设备，所述固固分离设备具有三元材料前驱体浆料入口、水入口、小颗粒物料出口和大颗粒物料出口，所述三元材料前驱体浆料入口与所述三元材料前驱体浆料出口相连，所述小颗粒物料出口与所述原料入口相连。2.根据权利要求1所述的镍钴锰三元材料前驱体分级系统，其特征在于，进一步包括：液固分离装置，所述液固分离装置具有大颗粒物料入口和大颗粒固体物料出口，所述大颗粒物料入口与所述大颗粒物料出口相连。3.根据权利要求1所述的镍钴锰三元材料前驱体分级系统，其特征在于，进一步包括：干燥装置，所述干燥装置具有大颗粒固体物料入口和大颗粒干燥物料出口，所述大颗粒固体物料入口与所述大颗粒固体物料出口相连。4.一种采用权利要求1～3任一项所述的镍钴锰三元材料前驱体分级系统对镍钴锰三元材料前驱体进行分级...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘苏宁，孙宁磊，王霄，秦丽娟，黄松宇，彭建华，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11