一种改性无钴富锂锰基前驱体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性无钴富锂锰基前驱体及其制备方法，所制得的改性无钴富锂锰基前驱体能够有效地改善大量附着在一次颗粒中间和表面锰系列的氧化物，达到一次颗粒均匀致密，同时该前驱体的比表面积达到

【技术实现步骤摘要】
一种改性无钴富锂锰基前驱体及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池正极材料领域，具体涉及到一种改性无钴富锂锰基前驱体及其制备方法
。

技术介绍

[0002]近几年来，可充电电池在电子数码（手机
、
笔记本电脑等）
、
电动工具（电瓶车
、
无人机等）
、
电动汽车（
EV、HEV
等）等领域的需求量越来越大，锂离子电池在当今市场有着非常广阔的需求前景和应用领域，而影响锂离子电池各项电性能的正极材料也越来越引起人们的关注
。
[0003]目前，镍钴锰三元正极材料因为有着较高的能量密度
、
较稳定的循环性能和循环寿命
、
较高的倍率性能而被大量研究和应用；但由于钴的价格在近几年持续攀升，导致生产成本增加，越来越多的前驱体正极材料由镍钴锰三元转为镍锰两元，同时镍锰两元前驱体正极材料被认为未来市场最有竞争优势的正极材料之一
。
[0004]但采用共沉淀法制作镍锰两元前驱体的过程中，也出现了大量的难以解决的问题，最显而易见的问题就是制作的前驱体不论是大颗粒还是小颗粒，均存在锰共沉淀不均匀的现象，一次颗粒中间和表面会附着大量的锰系列的氧化物，比表面积最高仅达到
10
‑
30m2/g
之间，影响前驱体各项指标和形貌，同时对前驱体正极材料的倍率性能有所影响
。

技术实现思路

[0005]基于以上问题，本专利技术着力于提供一种方法有效解决镍锰两元前驱体生产中锰共沉淀不均匀的问题，并且以氧化剂溶液和还原剂溶液来替代氮气等惰性气体充当保护，同时提高了富锰前驱体的比表面积，使得一次颗粒细化且均匀
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，一种改性无钴富锂锰基前驱体的制备方法，包括以下步骤：1）配制镍锰混合盐溶液
、
氧化剂溶液
、
还原剂溶液；镍锰混合盐溶液浓度为
1.0
‑
3.0 mol/L
，由镍锰的硫酸盐
、
乙酸盐
、
氯化盐
、
硝酸盐中的一种或多种配制而成；氧化剂溶液温度为
30
‑
50℃
，浓度为
0.02
‑
0.1g/L ，由高锰酸钾
、
高氯酸
、
次氯酸
、
过氧化氢
、
次氯酸钠
、
过硫酸钾
、
过硫酸钠
、
过硫酸铵等一种或多种配制而成；还原剂溶液温度为
30
‑
50℃
，浓度为
0.02
‑
0.2g/L ，由硫代硫酸钠
、
维生素
C、D
－异抗坏血酸钠
、
草酸
、
硼氢化钾
、
硼氢化钠
、
乙醇等一种或多种配制而成；2）将碱溶液
、
络合剂溶液和水以体积比为（
0.2
‑
0.4
）：（
0.1
‑
0.25
）：（
40
‑
70
）制备成混合液置于反应釜中作为反应底液；3）将镍锰混合盐溶液
、
氧化剂溶液
、
还原剂溶液
、
碱溶液
、
络合剂溶液以体积比（
30
‑
100
）：（
0.1
‑3）：（
0.2
‑5）：（
15
‑
55
）：（2‑
10
）并流至反应釜中，控制
pH
在
10
‑
13
，温度在
30
‑
80℃
，形成反应浆料；4）反应结束后，经过陈化处理，后经离心洗涤，高速甩干，真空烘干，振动筛分后得
1
）用硫酸镍
、
硫酸锰配制
2.5mol/L
的镍锰混合盐溶液，镍锰的摩尔比为
40
：
60
；配制
0.02g/L
过硫酸钠溶液，
0.10g/L
的维生素
C
溶液； 2
）将
0.5g/L
氢氧化钠
、1.2g/L 氨水和纯水以体积比为
0.4
：
0.2
：
60
制备成混合液置于反应釜中作为反应底液；3）
2.5mol/L
镍锰混合盐溶液
、0.02g/L
过硫酸钠溶液
、0.10g/L
维生素
C
溶液
、0.5g/L
氢氧化钠溶液
、1.2g/L
氨水溶液以体积比
90
：
2.5
：5：
50
：7并流通入反应釜中，控制
pH
在
11.5
±
0.1
，温度在
55℃
，转速
800r/min
，形成反应浆料；4）反应结束后，经过陈化处理，后经离心洗涤，高速甩干，真空烘干，振动筛分后得改性无钴富锂锰基前驱体；所得改性无钴富锂锰基前驱体，镍锰的摩尔比为
40:60
，
D50
在9μ
m
，一次颗粒呈短细条状，且均匀分布，其振实密度
2.0g/cm3，比表面积在
68m2/g。
[0016]实施例
31
）用乙酸镍
、
乙酸锰配制
2.7mol/L
的镍锰混合盐溶液，镍锰摩尔比为
45
：
55
；配制
0.05g/L
过氧化氢溶液，
0.20g/L
的草酸溶液；2）将
0.7 g/L
氢氧化钠溶液
、1.5 g/L
尿素溶液和纯水以体积比为
0.4
：
0.25
：
70
制备成混合液置于反应釜中作为反应底液；3）将
2.7mol/L
镍锰混合盐溶液
、0.05g/L
过氧化氢溶液
、0.20g/L
草酸溶液
、0.7 g/L
氢氧化钠溶液
、1.5 g/L
尿素溶液以体积比
100
：2：5：
55
：9并流通入反应釜中，控制
pH
在
11.8
±
0.1
，温度在
60 ℃
，转速
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改性无钴富锂锰基前驱体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）配制镍锰混合盐溶液
、
氧化剂溶液
、
还原剂溶液；镍锰混合盐溶液浓度为
1.0
‑
3.0 mol/L
，由镍锰的硫酸盐
、
乙酸盐
、
氯化盐
、
硝酸盐中的一种或多种配制而成；氧化剂溶液温度为
30
‑
50℃
，浓度为
0.02
‑
0.1g/L ，由高锰酸钾
、
高氯酸
、
次氯酸
、
过氧化氢
、
次氯酸钠
、
过硫酸钾
、
过硫酸钠
、
过硫酸铵中的一种或多种配制而成；还原剂溶液温度为
30
‑
50℃
，浓度为
0.02
‑
0.2g/L ，由硫代硫酸钠
、
维生素
C、D
－异抗坏血酸钠
、
草酸
、
硼氢化钾
、
硼氢化钠
、
乙醇中的一种或多种配制而成；2）将碱溶液
、
络合剂溶液和水以体积比为（
0.2
‑
0.4
）：（
0.1
‑
0.25
）：（
40
‑
70
）制备成混合液置于反应釜中作为反应底液；碱溶液为氢氧化钠
、
氢氧化钾溶液中的一种或多种，络合剂溶液为氨水
、
尿素
、EDTA、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，王帅，王艳平，程迪，温慧萍，汪文，李国华，徐云军，
申请(专利权)人：河南科隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：