本发明专利技术涉及锂离子电池正极三元前驱体材料技术领域，尤其涉及一种超高BET高镍三元前驱体及其连续制备方法。本发明专利技术所述方法是通过晶种反应釜为生长反应釜提供新的晶核，生长反应釜中连续不断加入三元混合金属盐溶液、沉淀剂水溶液和络合剂水溶液，进而实现生长反应釜的连续作业生产，同时通过稳定控制合成反应的pH、金属混合盐溶液流速和络合剂含量的配比实现细化一次颗粒尺寸，使制备的三元前驱体具有超高BET、球形度和一致性好、高振实密度的优势。有效避免了连续工艺需要通过调整工艺参数打破稳定的反应环境产生新的晶核维持体系粒径的缺陷。径的缺陷。径的缺陷。
【技术实现步骤摘要】
一种超高BET高镍三元前驱体及其连续制备方法
[0001]本专利技术涉及锂离子电池正极三元前驱体材料
，尤其涉及一种超高BET高镍三元前驱体及其连续制备方法。
技术介绍
[0002]三元正极材料因其具有高比容量和高能量密度的优势，近年来广泛应用于新能源汽车、消费类电子产品、电动工具、储能设备及军工等领域，三元正极材料由三元前驱体和锂盐烧结而成，因此三元前驱体的优劣直接决定了三元正极材料的性能，比表面积作为三元前驱体的一项重要理化参数，其直接决定三元正极材料的加工性能和电化学性能。
[0003]目前，高比表面积三元前驱体主要采用间歇浓缩工艺制备，但其生产生产效率低，不能充分利用产能，而传统的连续生产工艺需要让处于生长状态的反应体系通过调整pH等工艺参数打破稳定的反应环境产生新的晶核维持体系粒径的平衡；而这种打破平衡体系的工艺使得生产的三元前驱体一致性差。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术问题，提供一种超高BET高镍三元前驱体及其连续制备方法。所述方法能够实现连续生产、不间断合成超高BET 高镍三元前驱体，同时使得合成的高镍三元前驱体具有超高BET的同时拥有良好的球形度、高一致性、高振实密度。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种超高BET高镍三元前驱体的连续制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)采用镍、钴、锰的可溶性盐配置三元混合金属盐溶液；配置络合剂水溶液；配置沉淀剂水溶液；
[0008](2)将步骤(1)的三元混合金属盐溶液、络合剂水溶液、沉淀剂水溶液加入反应器系统进行反应，具体步骤为：
[0009]a)晶种反应釜中制备晶核：保护气氛下，向晶种反应釜中加入晶种反应釜的有效体积50％的水，在一定反应温度下，搅拌条件下将三元混合金属盐溶液、沉淀剂水溶液和络合剂水溶液加入晶种反应釜进行反应，控制反应pH，使晶核反应釜内的反应浆料成核并保持颗粒生长，当浆料粒径达到晶核预设粒径后作为晶核浆料备用；
[0010]b)生长反应釜中进行生长：
[0011]方案一：保护气氛下，在生长反应釜中加入生长反应釜的有效体积50％的水，在一定反应温度下，搅拌条件下将三元混合金属盐溶液、沉淀剂水溶液和络合剂水溶液加入生长反应釜进行反应，控制反应pH，使生长反应釜内的反应浆料成核并保持颗粒生长，当浆料粒径达到终点预设粒径后将晶核浆料加入生长反应釜，并通过调节加入速率控制生长反应釜的粒径维持在终点预设粒径；
[0012]或，方案二：保护气氛下，在生长反应釜中加入生长反应釜的有效体积50％的水，在一定反应温度下，搅拌条件下将晶核浆料加入生长反应釜，并将三元混合金属盐溶液、沉
淀剂水溶液和络合剂水溶液加入生长反应釜，控制反应pH并保持颗粒生长至终点预设粒径后，继续将晶核浆料加入生长反应釜，并通过调节加入速率控制生长反应釜的粒径维持在终点预设粒径；
[0013](3)将b)的达到终点预设粒径的浆料陈化后经后处理得到高镍三元前驱体。
[0014]优选地，所述步骤(1)中镍、钴、锰的可溶性盐包括硫酸盐、醋酸盐、盐酸盐、硝酸盐；更优选地，镍、钴、锰的可溶性盐包括可溶性镍盐、可溶性钴盐、和可溶性锰盐，可溶性镍盐为硫酸镍、醋酸镍、氯化镍、硝酸镍的至少一种，可溶性钴盐为硫酸钴、醋酸钴、氯化钴、硝酸钴的至少一种，可溶性锰盐为硫酸锰、醋酸锰、氯化锰、硝酸锰的至少一种。
[0015]优选地，所述步骤(1)中镍、钴、锰的三元混合金属盐溶液中金属离子(Me：Ni、Co、Mn)的总浓度为1.0～2.0mol/L。
[0016]优选地，所述步骤(1)中三元混合金属盐溶液中镍、钴、锰元素比例按照通式Ni
x
Co
y
Mn
(1
‑
x
‑
y)
(OH)2进行配比，其中x＝0.75～0.94，y＝0.01～0.24。
[0017]优选地，所述步骤(1)中络合剂水溶液中的络合剂为EDTA、硫酸铵、氨水、柠檬酸钠、酒石酸钠、氨基乙酸中的任意一种或多种。
[0018]优选地，所述步骤(1)中络合剂水溶液的浓度为2
‑
15mol/L。
[0019]优选地，所述步骤(1)中沉淀剂水溶液中的沉淀剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种或多种。
[0020]优选地，所述步骤(1)中沉淀剂水溶液的浓度为2
‑
12mol/L。
[0021]优选地，所述步骤(2)中晶种反应釜或生长反应釜的有效体积为 50L～10000L。
[0022]优选地，所述步骤(2)中保护气氛为氮气、氩气、氦气的任意一种或多种。
[0023]优选地，所述步骤(2)中步骤a和步骤b的反应温度一致，反应温度为40～65℃。
[0024]优选地，所述步骤(2)中步骤a和步骤b的反应体系中络合剂浓度一致，络合剂浓度为1～8g/L。反应体系是指反应釜中进行反应的浆料。
[0025]优选地，所述步骤(2)中步骤a和步骤b通过调节沉淀剂水溶液加入量控制反应pH；步骤a和步骤b的pH为10.5～12.0；
[0026]更优选的，步骤a中，反应体系进行成核反应，成核反应的pH为成核 pH，成核反应进行4
‑
12h后，调整pH使反应体系进行颗粒生长反应，颗粒生长反应的pH为生长pH，成核pH高于生长pH；
[0027]更优选的，步骤b的方案一中，反应体系进行成核反应，成核反应的 pH为成核pH，成核反应进行4
‑
12h后，调整pH使反应体系进行颗粒生长反应，颗粒生长反应的pH为生长pH，成核pH高于生长pH；更优选的成核pH与生长pH分别与步骤a的成核pH与生长pH一致；
[0028]更优选的，步骤b的方案二中，反应体系进行颗粒生长反应，反应pH 为生长pH；更优选的生长pH与步骤a的生长pH一致。
[0029]优选地，所述步骤(2)中步骤a和步骤b的三元混合金属盐溶液的加入流量一致，三元混合金属盐溶液的加入流量为[反应釜有效体积(L)* (1/50～1/10)]L/h。
[0030]优选地，所述步骤(2)中步骤a的反应转速为300～600rpm，步骤b 的反应转速为200～400rpm。
[0031]优选地，所述步骤(2)中晶核预设粒径为2.0～4.0μm；更优选的，晶种反应釜为间歇作业，其粒径达到晶核预设粒径后停止进料，作为晶核备用，待合格浆料全部转移完毕后
继续进行作业。
[0032]优选地，所述步骤(2)中终点预设粒径为9.0～11.0μm；生长反应釜为连续作业，其粒径达到终点预设粒径后加入步骤(2)所述a)所述备用晶核继续反应，维持粒径。
[0033]优选地，所述步骤(2)的步骤b的方案一中，晶核浆料的加入流量为 [(三元混合金属盐溶液加入流量)*(1/100～1/10)]L/h；方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超高BET高镍三元前驱体的连续制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用镍、钴、锰的可溶性盐配置三元混合金属盐溶液；配置络合剂水溶液；配置沉淀剂水溶液；(2)将步骤(1)的三元混合金属盐溶液、络合剂水溶液、沉淀剂水溶液加入反应器系统进行反应，具体步骤为：a)晶种反应釜中制备晶核：保护气氛下，向晶种反应釜中加入晶种反应釜体积50％的水，在一定反应温度下，搅拌条件下将三元混合金属盐溶液、沉淀剂水溶液和络合剂水溶液加入晶种反应釜进行反应，控制反应pH，使反应浆料成核并保持颗粒生长至晶核预设粒径后，得到晶核浆料；b)生长反应釜中进行生长：方案一：保护气氛下，在生长反应釜中加入生长反应釜体积50％的水，在一定反应温度下，搅拌条件下将三元混合金属盐溶液、沉淀剂水溶液和络合剂水溶液加入生长反应釜进行反应，控制反应pH，使反应浆料成核并保持颗粒生长至终点预设粒径后，将a)的晶核浆料加入生长反应釜，并通过调节加入速率控制粒径维持在终点预设粒径；或，方案二：保护气氛下，在生长反应釜中加入生长反应釜体积50％的水，在一定反应温度下，搅拌条件下将a)的晶核浆料加入生长反应釜，并将三元混合金属盐溶液、沉淀剂水溶液和络合剂水溶液加入生长反应釜，控制反应pH并保持颗粒生长至终点预设粒径后，继续将a)的晶核浆料加入生长反应釜，并通过调节加入速率控制生长反应釜的粒径维持在终点预设粒径；(3)将b)的达到终点预设粒径的浆料陈化后经后处理得到高镍三元前驱体。2.根据权利要求1所述一种超高BET高镍三元前驱体的连续制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中镍、钴、锰的三元混合金属盐溶液中金属离子总浓度为1.0～2.0mol/L；镍、钴、锰元素比例按照通式Ni
x
Co
y
Mn
(1
‑
x
‑
y)
(OH)2进行配比，其中x＝0.75～0.94，y＝0.01～0.24。3.根据权利要求1所述一种超高BET高镍三元前驱体的连续制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中络合剂为EDTA、硫酸铵、氨水、柠檬酸钠、酒石酸钠、氨基乙酸中的任意一种或多种；络合剂水溶液的浓度为2
‑
15mol/L；所述步骤(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑斌，吉同棕，沈家成，吴有志，钱志艇，
申请(专利权)人：浙江海创锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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