一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法，通过控制合成过程的pH值、氨浓度、总碱度和搅拌转速等工艺参数，能够在较短时间内生产出一种高BET的小颗粒三元前驱体，采用本发明专利技术公开的方法制备得到的小颗粒三元前驱体的D50在3.5

【技术实现步骤摘要】
一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法


[0001]本专利技术属于三元前驱体
，具体涉及一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法。

技术介绍

[0002]三元前驱体材料作为新能源汽车动力电池正极材料的重要原材料，它的各项物理化学指标将直接电池正极材料的结构和电化学性能。当前，共沉淀法是制备前驱体材料的主流方法，即通过调整溶液浓度、pH值、反应时间、反应温度、搅拌转速等合成工艺参数，可以制备不同粒度、形貌、比表面积、结晶程度的三元前驱体材料，其中形貌和比表面积是影响正极材料煅烧的一个重要指标。在当前小颗粒三元前驱体的生产中，由于制备条件比较苛刻，大幅度增大它的BET是目前所面临的一项严峻挑战，通过现有的常规技术手段去调整上述工艺参数而制备的小颗粒三元前驱体的BET都偏小，加上正极材料对三元前驱体的继承性，导致烧制而成的正极材料BET也小，在应用过程中无法满足高倍率充放电性能要求。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法，具体包括以下内容：
[0004]一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法，包括以下步骤：
[0005](1)配制含Ni、Co、Mn元素的三元溶液；
[0006](2)配制底液：在反应装置中加入纯水、氢氧化钠溶液和氨水作为底液，开启搅拌，将底液加热至40
‑
60℃(例如42℃、45℃、48℃、50℃、55℃、58℃等)，调节底液的pH值为11.5
‑
12.0(例如11.6、11.7、11.8、11.9等)、氨浓度为2
‑
8g/L(例如3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L等)，并通入N2；
[0007](3)共沉淀反应：边搅拌边向反应装置中加入三元溶液、氢氧化钠溶液和氨水，进行共沉淀反应，控制反应温度为40
‑
60℃(例如42℃、44℃、46℃、48、℃50℃、52℃、55℃、58℃等)；在反应初期，控制反应体系的pH为11.3
‑
11.9(例如11.4、11.5、11.6、11.7、11.8等)、搅拌转速为300
‑
380r/min(例如320r/min、340r/min、360r/min、370r/min等)；在反应中期，控制反应体系的pH为10.9
‑
11.5(例如11.0、11.1、11.2、11.3、11.4等)、氨浓度为4
‑
8g/L(例如5g/L、6g/L、7g/L、7.5g/L等)、总碱度为10
‑
18g/L(例如11g/L、12g/L、13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L等)；在反应后期，调节反应的搅拌转速为200
‑
350r/min(例如220r/min、240r/min、260r/min、280r/min、300r/min、320r/min、340r/min等)；当反应产物颗粒的D50达到3.5
‑
4.0μm时停止加料；
[0008](4)洗涤和干燥，得到高BET的小颗粒三元前驱体成品。
[0009]优选的，步骤(1)所述含Ni、Co、Mn元素的三元溶液为Ni、Co、Mn元素总浓度为20
‑
100g/L的NiSO4、CoSO4、MnSO4混合溶液。
[0010]优选的，步骤(1)所述含Ni、Co、Mn元素的三元溶液中Ni、Co、Mn三种元素的摩尔比
为(50
‑
70):(5
‑
15):(25
‑
35)，优选为60：10：30。
[0011]优选的，步骤(2)所述N2的通入速率为0.5
‑
5m3/h。
[0012]优选的，步骤(3)所述的反应中期的产物颗粒的粒径不超过2.8
‑
3.0um，例如2.2um、2.5um、2.6um、2.7um、2.8um、2.9um等。
[0013]优选的，步骤(4)所述高BET的小颗粒三元前驱体成品的BET为20
‑
32m2/g。
[0014]优选的，步骤(4)所述洗涤方法为：用氢氧化钠溶液和纯水进行至少两次洗涤。
[0015]优选的，步骤(4)所述干燥温度为100
‑
150℃。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017](1)本专利技术公开的高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法的工艺简单，成本低，容易实现，适用性广，且产品颗粒均匀、表面无明显微粉。
[0018](2)本专利技术公开的高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法通过控制合成过程的pH值、氨浓度、总碱度和搅拌转速等工艺参数，能够在较短时间内生产出一种高BET的小颗粒三元前驱体，采用本专利技术公开的方法制备得到的小颗粒三元前驱体的D50在3.5
‑
4.0μm之间，BET可以达到20
‑
32m2/g。而现有技术中的小颗粒三元前驱体的BET大多不超过10m2/g。因此，本专利技术制备的小颗粒三元前驱体的BET相较于现有技术提高了2
‑
3倍以上。
附图说明
[0019]图1为本专利技术公开的制备方法的工艺流程图；
[0020]图2为采用本专利技术公开的方法制备的小颗粒三元前驱体的SEM图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图1
‑
2和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的
技术实现思路
起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的专利技术的解决方案所必需的。
[0022]实施例1
[0023]一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法，包括以下步骤：
[0024](1)配制金属元素总浓度为80g/L及Ni、Co、Mn摩尔比为60:10:30的混合硫酸盐三元溶液、质量浓度为28％的NaOH溶液、以及质量浓度为10％的氨水。
[0025](2)配制底液：向6m3的反应釜中加入4m3的纯水和一定量的NaOH溶液和氨水，并以0.8m3/h的速率向底液中通入氮气，以80r/min的转速搅拌，使其混合均匀，然后升温至55
‑
60℃，控制pH值为11.5
‑
12.0，氨控制浓度为4
‑
8g/L，控制总碱度为15
‑
20g/L。
[0026](3)共沉淀反应：首先，将反应釜的转速设定为320r/min，将三元溶液、NaOH溶液和氨水分别以300L/h、100L/h和30L/h的流量同时加入反应釜中。在反应初期，通过控制NaOH溶液的加入流量，使反应釜内浆料的pH值控制在11.5
‑
11.9；在反应中期，将混合硫酸盐溶液的流量调到500L/h，并且同步按比例调节NaOH溶液和氨水的流量，控制反应釜内浆料的p本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制含Ni、Co、Mn元素的三元溶液；(2)配制底液：在反应装置中加入纯水、氢氧化钠溶液和氨水作为底液，开启搅拌，将底液加热至40
‑
60℃，调节底液的pH值为11.5
‑
12.0、氨浓度为2
‑
8g/L，并通入N2；(3)共沉淀反应：边搅拌边向反应装置中加入三元溶液、氢氧化钠溶液和氨水，进行共沉淀反应，控制反应温度为40
‑
60℃；在反应初期，控制反应体系的pH为11.3
‑
11.9、搅拌转速为300
‑
380r/min；在反应中期，控制反应体系的pH为10.9
‑
11.5、氨浓度为4
‑
8g/L、总碱度为10
‑
18g/L；在反应后期，调节反应的搅拌转速为200
‑
350r/min；当反应产物颗粒的D50达到3.5
‑
4.0μm时停止加料；(4)洗涤和干燥，得到高BET的小颗粒三元前驱体成品。2.根据权利要求1所述的一种高BET的小颗粒三元前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含Ni、Co、Mn元素的三元溶液为Ni、Co、Mn元素总浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，袁怀奎，吕志，刘坤，邹书文，
申请(专利权)人：荆门市格林美新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：