【技术实现步骤摘要】
本专利技术为新能源三元前驱体的领域，具体涉及一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法。
技术介绍
1、由于锂离子电池的发展重心已由消费型产品转向动力型产品，新能源汽车对动力电池能量密度要求不断提升，高容量、高电压及高安全性材料产品将成为未来发展的主流。
2、增加镍含量，钴含量会相应降低，节约成本。然而，随着ni含量的增加，高ni含量的正极材料也导致电池的循环稳定性差。在电池循环过程中，高ni含量ncm的脆弱表面容易与电解液发生反应，导致不可逆的结构转变、导致容量和电压衰减。除表面退化外，机械破坏，如裂纹引起的材料崩解等，近年来受到越来越多的关注。为了进一步提高三元正极材料的性能，学者们通过元素掺杂、表面包覆以及将材料制备为全浓度梯度正极材料来进行改进，其中将材料制备为全浓度梯度正极材料的改性手法不引入其他元素，仅改变材料内部浓度，使材料由内部至外表面镍含量降低，锰含量升高。有效地降低和电解液的副反应，避免因电解液腐蚀而破裂，增强了材料的循环稳定性。但现有的制备方法中，容易出现局部盐溶液分布不均，使络合存在差异从而出现小颗粒的情况，并且通常存在难以实现精确控制镍钴锰比例的问题，从而导致产品一致性较差、性质不可控等情况。
3、基于此，本专利技术提出一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，通过改变两种盐的进料方式一方面可以使不同比例的盐溶液混合更均匀，避免了出现局部盐溶液分布不均，使络合存在差异，出现小颗粒的情况；另一方面可精确控制设计成品颗粒镍钴锰比例。通过改变反应过程中反应条件，如氨值、ph和转速等条
技术实现思路
1、基于以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，本专利技术制得的高镍可控浓度梯度结构前驱体，内部呈梯度结构，球形度好，且制备工艺简单，成本低廉，安全性好。
2、为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，包括以下步骤：
4、(1)以可溶性盐硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰为原料，配制一定浓度的两种比例镍钴锰硫酸盐溶液，分别记为高镍盐溶液和低镍盐溶液；
5、(2)向反应釜中加入满釜水，浓缩机循环，调整反应釜内氨值，然后进碱，调整反应釜内残碱；
6、(3)调整两种比例的进料方式，配制的两种比例镍钴锰硫酸盐溶液分别按照不同流量进料，与络合剂氨水、沉淀剂氢氧化钠溶液进行共沉淀反应，反应期间保持反应釜内氨值稳定在要求范围内，到达要求粒度停机放料，转入陈化釜；
7、(4)最后通过陈化、洗涤罐洗涤、干燥、筛分除铁包装等常规的后处理步骤，制得可控梯度结构前驱体。本专利技术制备的前驱体工艺简单，内部呈梯度结构，球形度好，成本低廉，安全性好。
8、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(1)中配制的镍钴锰硫酸盐溶液金属离子摩尔总浓度为1.3～2.0mo1/l；更优选地，配制的镍钴硫酸盐溶液摩尔总浓度为1.5～1.8mo1/l。
9、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(1)中配制的两种镍钴锰硫酸盐溶液(nixcoymnz)so4中的镍钴锰比例为：其一高镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.90～0.98、y＝0.05～0.01、z＝0.05～0.01；其二低镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.70～0.80、y＝0.10～0.25、z＝0.10～0.25；
10、更优选地，配制的两种镍钴锰盐溶液(nixcoymnz)so4中的镍钴锰比例其一高镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.98、y＝0.01、z＝0.01；其二低镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.80、y＝0.10、z＝0.10。
11、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(2)中反应釜内料液的氨值为2.0～8.0g/l，残碱为0.05-3.5g/l；浓缩机进料前就开始循环，降低反应釜与浓缩机内部环境差异；更优选地，反应釜内的氨值为4.0～7.0g/l。
12、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(3)中两种比例的进料方式选自：其一为双泵双管(一种比例单独一个进料泵一个进料管)，其二为双泵单管(一种比例单独一个进料泵然后混合到一个进料管进料)；更优选地，两种比例的进料方式为双泵单管(一种比例单独一个进料泵然后混合到一个进料管进料)。
13、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(3)中，络合剂氨水摩尔浓度为6～12mol/l，氢氧化钠溶液摩尔浓度含量为3～10mol/l；更优选地，络合剂氨水摩尔浓度为9～12mol/l，氢氧化钠溶液摩尔浓度含量为4～6mol/l。
14、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(3)中共沉淀反应过程控制条件为：高镍盐溶液进入反应釜流量根据粒度生长从50～0l/h逐步降低，低镍盐溶液进入反应釜流量根据粒度生长从0～50l/h逐步升高，高镍盐溶液与低镍盐溶液的流量和为20-50l/h，搅拌速度700～350r/min，反应温度50～75℃，氨值4.0～7.0g/l，保护气氛为氮气、氦气或氩气的至少一种，沉淀反应时间45～85h，反应釜内ph为11.40～10.00；
15、更优选地，共沉淀反应过程控制条件为：高镍盐溶液进入反应釜流量为50～0l/h，低镍盐溶液进入反应釜流量为0～50l/h，高镍盐溶液与低镍盐溶液的流量和为30～50l/h，搅拌速度700-350r/min，反应温度60～70℃，氨值4.0～6.0g/l，保护气氛为氮气气氛，沉淀反应时间55～75h，反应釜内ph为10.90～10.10。
16、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(3)中要求粒度为9.80-10.20μm；更优选地，要求粒度为9.90-10.10μm。
17、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(4)洗涤用0.1-4.0mol/l的naoh溶液和去离子水洗涤制备好的前驱体，去离子水的温度为60～80℃，产品中na≤0.0210％，s≤0.2500％；
18、更优选地，洗涤用0.5-2.0mol/l的naoh溶液和去离子水洗涤制备好的前驱体，去离子水的温度为65～75℃，产品中na≤0.0180％，s≤0.2000％。
19、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(4)干燥温度100-160℃；更优选地，干燥温度120-140℃。
20、为了更好的实现本专利技术，进一步的，步骤(4)得到的镍钴锰前驱体的化学式为(nixcoymnz)oh2，其中x+y+z＝1，其x+y+z＝1，x＝0.84～0.90、y＝0.05～0.08、z＝0.05～0.08；
21、更优选地，配制的镍钴前驱体的化学式为(nixcoymnz)oh2，其中x+y+z＝1，x＝0.90、y＝0.05、z＝0.05。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
23、本专利技术制备高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺简单，内部呈本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(1)中配制的镍钴锰硫酸盐溶液金属离子摩尔总浓度为1.3～2.0mo1/L。
3.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(1)中配制的两种镍钴锰硫酸盐溶液(NixCoyMnz)SO4中的镍钴锰比例为：高镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.90～0.98、y＝0.05～0.01、z＝0.05～0.01；低镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.70～0.80、y＝0.10～0.25、z＝0.10～0.25。
4.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应釜内料液的氨值为2.0～8.0g/L，残碱为0.05-3.5g/L。
5.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(3)中两种比例的进料方式选自：双泵双管或双泵单管。
6.根据权利要求5所述的一
7.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(3)中，络合剂氨水摩尔浓度为6～12mol/L，氢氧化钠溶液摩尔浓度含量为3～10mol/L。
8.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(3)中共沉淀反应过程控制条件为：高镍盐溶液进入反应釜流量根据粒度生长从50～0L/h逐步降低，低镍盐溶液进入反应釜流量根据粒度生长从0～50L/h逐步升高，高镍盐溶液与低镍盐溶液的流量和为20-50L/h，搅拌速度700～350r/min，反应温度50～75℃，氨值4.0～7.0g/L，沉淀反应时间45～85h，反应釜内pH为11.40～10.00。
9.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(3)中要求粒度为9.80-10.20μm。
10.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，得到的镍钴锰前驱体的化学式为(NixCoyMnz)OH2，其中x+y+z＝1，其x+y+z＝1，x＝0.84～0.90、y＝0.05～0.08、z＝0.05～0.08。
...【技术特征摘要】
1.一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(1)中配制的镍钴锰硫酸盐溶液金属离子摩尔总浓度为1.3～2.0mo1/l。
3.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(1)中配制的两种镍钴锰硫酸盐溶液(nixcoymnz)so4中的镍钴锰比例为：高镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.90～0.98、y＝0.05～0.01、z＝0.05～0.01；低镍盐溶液为x+y+z＝1，x＝0.70～0.80、y＝0.10～0.25、z＝0.10～0.25。
4.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应釜内料液的氨值为2.0～8.0g/l，残碱为0.05-3.5g/l。
5.根据权利要求1所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(3)中两种比例的进料方式选自：双泵双管或双泵单管。
6.根据权利要求5所述的一种高镍可控浓度梯度结构前驱体工艺制备方法，其特征在于，步骤(3)中两种比例的进...
【专利技术属性】
技术研发人员：荀瑞芝，吉同棕，郑斌，吴有志，史春阳，沈家成，张黎明，
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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