一种三元前驱体的陈化方法技术

本发明专利技术公开了一种三元前驱体的陈化方法，包括：a、将在合成釜反应完成后的三元前驱体料浆送入陈化槽中，向所述陈化槽中加入碱溶液，静置，进行第一陈化处理；b、将所述步骤a中完成第一陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入陈化中转槽中，搅拌陈化，进行第二陈化处理；c、将所述步骤b中完成第二陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入压滤机，加入碱溶液浸泡，进行第三陈化处理。本发明专利技术的三元前驱体的陈化方法，能够有效控制三元前驱体材料的形貌，获得球形度较好的三元前驱体产品，同时降低了三元前驱体中的硫含量，并且显著提高了生产效率。并且显著提高了生产效率。并且显著提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种三元前驱体的陈化方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种三元前驱体的陈化方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好等优点，在3C类产品和新能源汽车领域得到了广泛应用。目前，锂离子电池采用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂和镍钴锰酸锂等，但随着新能源汽车产业逐渐成为引领世界绿色发展的主力产业，镍钴锰酸锂已发展成锂离子动力电池关键材料，成为最具发展潜力的锂离子电池正极材料，具有广阔的市场前景。
[0003]为了得到高性能、低成本的镍钴锰三元正极材料，目前，通常采用均相共沉淀法制备镍钴锰氢氧化物，即镍钴锰三元正极材料前驱体，再将前驱体与锂盐进行高温固相反应合成正极材料。因此，高性能的正极材料一定程度上取决于其前驱体材料的品质，其性能直接决定了电池的能量密度、寿命、安全性等。在当前竞争激烈的市场下，提高三元前驱体产品的品质成为了当下研究的热点。而陈化过程对共沉淀法生产镍钴锰三元前驱体有着相当重要的作用，并最终会影响到镍钴锰酸锂正极材料的电化学性能。因此，有必要对陈化过程进行深入研究，以进一步提高三元前驱体材料的品质。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：在三元前驱体材料的制备过程中，陈化方式主要有脱水前陈化和脱水后陈化两种。
[0005]脱水前陈化工艺主要是在离心机内进行陈化处理，离心机内做陈化是将料浆泵入离心机，依靠离心机转动的离心力脱水，之后再将一定浓度的热稀碱泵入离心机内，再通入一定量的热纯水进行洗涤，完成陈化过程。稀碱在泵入离心机后，在离心力作用下较快的与物料接触，与物料接触面积较小，接触的时长较短，导致陈化过程不充分，如果要实现充分与物料接触，稀碱消耗量将会很大，相应地会导致废水处理量很大。
[0006]脱水后陈化包括在陈化槽内陈化或在板框压滤机内陈化。在陈化槽内进行陈化处理是合成釜反应完成后将料浆放入陈化槽，静置排出上清液，之后继续加料、排上清液，直至去除上清液后物料装满陈化槽，累计6
‑
8吨，这一过程需要耗时15
‑
20小时，物料装满后加入配置好的稀碱溶液，开启搅拌，进行浸泡陈化5
‑
10小时，陈化完成后进行后续处理。在陈化槽内进行陈化处理，需要15
‑
20小时才能将上清液排完将物料装满，消耗时间过长，导致氧化风险升高，并且，在陈化的过程中一直开启搅拌，会对物料的形貌产生影响，产生大量的碎球，产品比表面积增大，不利于SO42‑
的有效去除，造成产品中硫含量较高，由于陈化效果不理想，造成三元前驱体产品的球形度较差。
[0007]在板框压滤机内进行陈化处理是合成釜反应完成后将料浆放入陈化槽，之后泵入压滤5机，在压滤机内进行陈化，陈化完成后进行后处理得到三元前驱体。在板框压滤机内进行
[0008]陈化处理，由于板框压滤机的结构特点，存在可能会发生进料孔堵料的情况，导致进料不均匀，陈化效果不理想，产品球形度差。
[0009]因此，需要对三元前驱体料浆的陈化工艺进行深入研究，以改善三元前驱体材料的形貌，并提高生产效率。
[0010]0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，本专利技术的实施
[0011]例提出一种三元前驱体的陈化方法，能够有效控制三元前驱体材料的形貌，获得球形度较好的三元前驱体产品，同时降低了三元前驱体中的硫含量，并且大幅提高了生产效率。
[0012]本专利技术实施例的一种三元前驱体的陈化方法，包括：
[0013]a、将在合成釜反应完成后的三元前驱体料浆送入陈化槽中，向所述陈化槽中加入碱溶5液，静置，进行第一陈化处理；
[0014]b、将所述步骤a中完成第一陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入陈化中转槽中，搅拌陈
[0015]化，进行第二陈化处理；
[0016]c、将所述步骤b中完成第二陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入压滤机，加入碱溶液浸泡，进行第三陈化处理。
[0017]0本专利技术实施例的三元前驱体的陈化方法带来的优点和技术效果，1、本专利技术实施例中，
[0018]先在陈化槽中进行第一陈化处理，无需长时间分离上清液，直接对来自合成釜的料浆进行第一陈化处理，使合成釜反应未完全的小颗粒完成继续快速生长，实现初步陈化，并且在陈化槽中采用静置陈化处理，有利于控制物料的形貌，减少碎球的产生；2，本专利技术实施例
[0019]中，在陈化槽的第一陈化处理完成后，将料浆转入陈化中转槽中进行第二陈化处理，提高5了陈化效果，第二次陈化处理为搅拌陈化，加快了小颗粒的溶解，溶解了多余小颗粒，使
[0020]三元前驱体的球形度更加圆润均匀；3、本专利技术实施例中，在第二陈化处理完成后，将料浆送入压滤机中，有效过滤掉了物料中过多的Na
+
、SO
42
‑
，通过第三陈化处理，进一步去除了物料中的SO
42
‑
；4、本专利技术实施例的方法，采用多级组合陈化处理方式，避免了传统陈化槽
[0021]陈化处理存在的长时间排上清液以及长时间陈化导致生产周期长、过程繁琐的问题，并且0也避免了现有技术中采用压滤机进行陈化处理存在的陈化不均匀、产品一致性差的问题，
[0022]本专利技术实施例采用的多级组合陈化处理方法，有效解决了三元前驱体中降硫困难、产品球形度不好的问题，制得了性能稳定的低硫、高球形度的三元前驱体产品，同时提高了生产效率，生产产能得到提升。
[0023]在一些实施例中，所述步骤a中，第一陈化处理的时间为20
‑
30分钟。
[0024]在一些实施例中，所述步骤a中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液；所述碱溶液的浓度为80
‑
130g/l。
[0025]在一些实施例中，所述步骤b中，所述第二陈化处理的时间为10
‑
20分钟。
[0026]在一些实施例中，所述步骤c中，所述第三陈化处理的时间为20
‑
30分钟。
[0027]在一些实施例中，所述步骤c中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液；所述碱溶液的浓度为15
‑
30g/l。
[0028]在一些实施例中，所述步骤c中，所述料浆向压滤机进料的压力控制为0.1
‑
0.12MPa时停止进料。
[0029]在一些实施例中，所述步骤c中，所述第三陈化处理完成后，向所述压滤机内通入纯水进行洗涤处理，之后压榨，侧吹，烘干得到三元前驱体产品。
[0030]在一些实施例中，所述步骤c中，所述洗涤处理为两次，所述压榨处理的时间为3
‑
6分钟，所述侧吹的时间为5
‑
10分钟。
[0031]在一些实施例中，所述陈化方法包括如下步骤：
[0032]a、将在合成釜反应完成后的三元前驱体料浆送入第一陈化槽中，待所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元前驱体的陈化方法，其特征在于，包括：a、将在合成釜反应完成后的三元前驱体料浆送入陈化槽中，向所述陈化槽中加入碱溶液，静置，进行第一陈化处理；b、将所述步骤a中完成第一陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入陈化中转槽中，搅拌陈化，进行第二陈化处理；c、将所述步骤b中完成第二陈化处理的料浆搅拌混合均匀送入压滤机，加入碱溶液浸泡，进行第三陈化处理。2.根据权利要求1所述的三元前驱体的陈化方法，其特征在于，所述步骤a中，第一陈化处理的时间为20
‑
30分钟。3.根据权利要求1所述的三元前驱体的陈化方法，其特征在于，所述步骤a中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液；所述碱溶液的浓度为80
‑
130g/l。4.根据权利要求1所述的三元前驱体的陈化方法，其特征在于，所述步骤b中，所述第二陈化处理的时间为10
‑
20分钟。5.根据权利要求1所述的三元前驱体的陈化方法，其特征在于，所述步骤c中，所述第三陈化处理的时间为20
‑
30分钟。6.根据权利要求1所述的三元前驱体的陈化方法，其特征在于，所述步骤c中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液；所述碱溶液的浓度为15
‑
30g/l。7.根据权利要求1所述的三元前驱体的陈化方...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷海涛，张素良，杨晓龙，柴志帅，李志强，任石岩，
申请(专利权)人：中冶瑞木新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：