一种三元正极材料前驱体的制备方法

摘要

本发明公开了一种三元正极材料前驱体的制备方法，以红土镍矿生产电解镍的中间产物氢氧化镍锰钴富集物为原料，制备过程包括以下工艺流程：A.酸浸；B.除杂及重结晶；C.混合盐配制；D.沉淀剂配制；E.合成反应；F.pH值的调节；G.分离及洗涤；H.烘干。本发明的三元正极材料前驱体的制备方法制备的三元正极材料前躯体粒度分布均匀、活性高、密度较高、比容量高而且成本低。

主权项

一种三元正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：包括以下工艺流程：A.酸浸：利用红土镍矿生产电解镍的中间产物氢氧化镍锰钴富集物为原料，通过酸浸出，固液重量比为1：1‑1:4，得到镍锰钴酸溶液；B.除杂及重结晶：往步骤A中得到的镍锰钴酸溶液中加入氟化物除去溶液中钙、镁离子杂质，氟化物的加入重量为A步骤中的氢氧化镍锰钴富集物重量的2%～5%，再经过滤、浓缩、结晶得到镍锰钴混合物；C.混合盐配制：将B步骤得到的镍锰钴混合物溶于水形成镍锰钴混合液，固液比为1：2～1：4，取样分析得到的镍锰钴混合液中镍、锰、钴的摩尔浓度，然后分别加入计量可溶性镍盐、可溶性锰盐和可溶性钴盐，按Ni:Mn:Co=5:3:2的摩尔比调整镍锰钴混合液中镍、锰和钴的量，并使镍锰钴混合液中这三种金属离子的总浓度为3mol/L，得到混合盐溶液；D.沉淀剂配制：根据混合盐中金属离子的总摩尔量配制计量的浓度为4～6mol/L的氢氧化钠溶液，再往氢氧化钠溶液中加入计量的1～3mol/L的氨水溶液，得到沉淀剂溶液，使沉淀剂溶液中碱与氨水的摩尔比为=1：10～1：2；E.合成反应：开启带有三维立体浆式搅拌装置的反应釜，往釜内充入氮气，使反应在氮气保护下进行，维持氮气的流量为20～30ml/min，并往釜内加入2000～5000L纯水与氨水的混和液为底液，其中氨水的重量占底液总重量的1.0～3.0%，加入的氨水重量百分比浓度为25～28%，然后升温至30‑70℃，控制搅拌转速为300rpm～600rpm，用氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为11.40，再将C步骤配好的混合盐溶液与D步骤配制的沉淀剂溶液同时滴加到反应釜中，控制混合盐溶液的滴加速度为5～20L/min，沉淀剂溶液的滴加速度为10～40L/min，并根据整个反应釜体系内的pH调节沉淀剂溶液的滴加速度，维持反应液的pH为11.4，合成反应18～24h；F.pH值的调节：合成反应完成后，逐渐降低反应液的pH值，降低速 率为0.01pH/h，直至pH达到10.50，之后一直稳定该pH值，充分搅拌，再取样分析产品粒度，当粒度达到D50=9～12μm后，开启溢流阀，将悬浊液溢流至储槽；G.分离及洗涤：将F步骤制得的前驱体材料进行固液分离，再用纯水反复洗涤3～6次得到沉淀物；H.烘干：将G步骤得到的沉淀物放入烘箱中烘干，烘干温度为60～150℃；烘干时间为15～20h下干燥得到三元前驱体材料。