CN105810925B - 一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法 - Google Patents

一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105810925B
CN105810925B CN201410852314.4A CN201410852314A CN105810925B CN 105810925 B CN105810925 B CN 105810925B CN 201410852314 A CN201410852314 A CN 201410852314A CN 105810925 B CN105810925 B CN 105810925B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel cobalt
small particle
aluminum oxide
cobalt aluminum
particle nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410852314.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105810925A (zh
Inventor
张云河
郭苗苗
乐绪清
刘文泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Green Aike (Jingmen) new energy materials Co.,Ltd.
Original Assignee
GEM Co Ltd China
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEM Co Ltd China, Jingmen GEM New Material Co Ltd filed Critical GEM Co Ltd China
Priority to CN201410852314.4A priority Critical patent/CN105810925B/zh
Publication of CN105810925A publication Critical patent/CN105810925A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105810925B publication Critical patent/CN105810925B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明提供了一种小粒径镍钴铝氧化物,所述小粒径镍钴铝氧化物为规则球形,球形度较好,尺寸分布均匀,平均粒径在2.0‑4.0μm;松装密度大于0.8g/cm3,振实密度大于1.2g/cm3,可以和大粒径的镍钴铝氧化物进行堆积、填充,解决了正极材料振实密度低的应用问题。本发明还提供了一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,将镍钴混合溶液、铝—络合剂混合溶液、沉淀剂、氨水并流加入到反应器中,在反应初期控制高pH、低氨浓度的条件;反应过程中低pH、高氨浓度的条件,将镍钴铝前驱体的成核与生长分开进行,制备小粒径镍钴铝氧化物前驱体,再经煅烧得到球形度好、振实密度高的小粒径镍钴铝氧化物。该制备方法工艺简单、可控度高、成本低廉。

Description

一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法
技术领域
本发明属于电池材料制备技术领域,尤其涉及一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法。
背景技术
锂离子电池是新一代的绿色高能电池,在各个领域日益显示出重要作用。特别是特斯拉电动车的问世,而镍钴铝三元材料作为特斯拉MODELS的正极材料,更引领了动力电池的发展方向。其中,制备振实密度高、球形度好的球形镍钴铝三元前驱体及相关材料,是发展高能量密度、高循环性能的锂离子电池的关键。
根据紧密堆积原理,为提高镍钴铝正极材料的振实密度,一般采用一定比例的球形大颗粒、小颗粒相互填充而成。而目前报道的镍钴铝材料以大粒径的居多,平均粒径在6~17μm(如专利文件CN103400973A和CN103553152A),粒度分布较宽。大颗粒堆积中无小颗粒填充,空隙率较大,材料的振实密度低,进而导致正极材料的能量密度较低,不能满足动力电池的需求。
目前镍钴铝前驱体主要通过共沉淀法制备,一般是采用强碱或碳酸盐为沉淀剂、氨水为络合剂来沉淀金属盐溶液,反应的初始结晶过程不易控制,生成的沉淀颗粒细小且容易团聚成大颗粒,另外,小粒径颗粒的球形度较难控制。因此,有必要提供一种小粒径、球形度好的镍钴铝材料,以解决现有技术中镍钴铝三元材料中无小粒径材料填充的问题,进而可提高锂电池的综合性能。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法,填补了小粒径镍钴铝材料的研究空白。本发明提供的小粒径镍钴铝氧化物球形度高、单分散性好、尺寸均一,平均粒径为2.0-4.0μm,其制备方法操作简单、耗时短、可控度好,解决了镍钴铝正极材料振实密度低的应用问题。
本发明所述小粒径镍钴铝氧化物,指的是平均粒径为2.0-4.0μm的镍钴铝氧化物。
第一方面,本发明提供了一种小粒径镍钴铝氧化物,所述小粒径镍钴铝氧化物的平均粒径为2.0-4.0μm,其化学式为NixCoyAlzOn,其中x:y:z为(80-90):(10-20):(1-10)。
优选地,所述小粒径镍钴铝氧化物为规则球形,其松装密度为0.80-1.20g/cm3,振实密度为1.20-1.50g/cm3
本发明提供的小粒径镍钴铝氧化物球形度高、单分散性好、尺寸均一,平均粒径为2.0-4.0μm,松装密度、振实密度高,可以和一定比例的大粒径镍钴铝氧化物进行堆积、填充,解决了镍钴铝正极材料振实密度低的应用问题,有利于得到高充放电容量、高循环性能的的锂电池正极材料。
第二方面,本发明提供了一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
(1)配制镍盐、钴盐的混合溶液A,配制铝盐与络合剂的混合溶液B,其中,所述镍盐、钴盐、铝盐中镍、钴、铝离子的摩尔比为(80-90):(10-20):(1-10);
(2)将上述混合溶液A、混合溶液B及沉淀剂、氨水加入到反应器中,维持反应温度恒定为65-95℃,搅拌速率恒定为185-275r/min,进行分段共沉淀反应,第一反应阶段:控制pH恒定在11.0-11.8的范围,反应体系中氨浓度为5-10g/L,第二反应阶段:将反应体系pH降低为10.0-10.8,氨浓度调节为12-20g/L,并保持恒定,加料完成后,继续搅拌陈化,反应完成后进行固液分离得到固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
(3)将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体经过洗涤、干燥后,进行煅烧,得到小粒径镍钴铝氧化物,所述小粒径镍钴铝氧化物的平均粒径为2.0-4.0μm,其化学式为NixCoyAlzOn,其中x:y:z为(80-90):(10-20):(1-10)。
优选地,步骤(1)中,所述镍盐包括氯化镍、硫酸镍、硝酸镍中的一种或多种。
优选地,步骤(1)中,所述钴盐包括氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种或多种。
优选地,步骤(1)中,所述铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或多种。
优选地,步骤(1)中,所述混合溶液A中镍、钴金属离子的总浓度为85-130g/L。
优选地,步骤(1)中,所述络合剂为氨水、柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、EDTA二钠盐或EDTA四钠盐中一种,但不限于此。
优选地,步骤(1)中,所述混合溶液B中,铝盐与络合剂的摩尔比为1:0.5-2。
更优选地,步骤(1)中,所述混合溶液B中,铝离子浓度为8-14g/L。
优选地,步骤(2)中,在混合溶液A、混合溶液B及沉淀剂、氨水加到反应器之前,反应器中先加入浓度4-8g/L的氨水作反应底液。
优选地,步骤(2)中,所述沉淀剂为质量浓度20-35wt%的NaOH或KOH溶液。
优选地,步骤(2)中,所述氨水为质量浓度为18wt%的氨水。
优选地,步骤(2)中,所述混合溶液A、混合溶液B的加料速度相同,为3.5L/h。
如本发明所述的,步骤(2)中,所述反应温度恒定为65-95℃。
优选地,步骤(2)中,所述反应温度恒定为70-85℃。
高温可提高溶液中离子的迁移速率,颗粒之间碰撞机会增多,颗粒充分碰撞,避免颗粒间的粘结,易于得到小尺寸的前驱体;另外较高的反应温度,可缩短反应时间,节省成本。
如本发明所述的,步骤(2)中,所述搅拌速率恒定为185-275r/min。
优选地,步骤(2)中,所述搅拌速率恒定为220-250r/min。
较高的搅拌速率,可避免小颗粒的团聚,得到单分散产品,同时还可提高后续固液分离、洗涤等处理的效率。
优选地,步骤(2)中,所述陈化的时间为2-3h。
优选地,步骤(2)中,所述陈化的温度为40-60℃。
如本发明所述的,在反应之前,先将铝盐与络合剂络合,得到铝-络合剂混合溶液,防止铝进入反应体系后马上单独成核,有效控制了铝元素与镍、钴元素的共沉淀反应过程,从而使镍、钴、铝能够均匀地进行共沉淀反应,制备出品质稳定的球形镍钴铝氢氧化物。
如本发明所述的,为从液相中析出小粒径、分散性好、形貌好的球形前驱体颗粒,本发明的共沉淀反应是分段进行,通过控制反应条件,将镍钴铝氢氧化物的成核与晶核的生长分开进行,使已形成的晶核同步长大。
本发明中所述反应为连续反应,一边向反应器中加料,一边反应,所述反应第一阶段为开始加料阶段。反应过程中一直监测反应釜中镍钴铝氢氧化物的粒径变化,1h测一次颗粒的D50粒径分布。D50是通过激光粒度仪检测得到的颗粒群大小分布的指标,该指标可以反映颗粒整体的大小。
反应第一阶段,控制恒定的高pH(11.0-11.8)、低氨(氨浓度为5-10g/L)的反应条件:溶液中镍钴游离离子浓度较大,提高了反应体系中溶质(溶质包括溶液中所有的离子,镍钴铝金属离子、阴离子,包括铵根离子,氢氧根离子等))的过饱和度,当溶质的浓度达到成核所需的最低过饱和浓度时,晶核大量形成,但为保持稳定,避免许多颗粒团聚,因此,随着反应进行,颗粒慢慢被打散,D50粒径的数值不断下降,直至形成单个分散的球形,D50数值不变,之后进入反应第二阶段;
反应第二阶段,开始改变反应条件,增加氨流量的同时降低碱的流量,使pH值下降,之后维持恒定的pH(10.0-10.8)和氨值(氨浓度为12-20g/L),此阶段溶液中镍钴游离离子浓度降低,主要以氨络离子存在,过饱和度降低,晶体的成核速率降低,当晶体的成核速率与生长速率达到平衡状态时,晶体开始缓慢生长,高温提高了离子的迁移速率,颗粒之间碰撞机会增多,颗粒充分碰撞,避免颗粒间的粘结,从而得到结构较致密,球形度较好的窄分布的小粒径球形镍钴铝氢氧化物。
如本发明所述的,步骤(2)中,所述镍钴铝氧化物前驱体,为镍钴铝氢氧化物沉淀。
本发明所述的小粒径镍钴铝氧化物前驱体的平均粒径为2.3-4.2μm,在对其进行高温煅烧后,粒径会缩小0.2-0.3μm,振实密度增加0.1g/cm3左右。
优选地,步骤(3)中,所述洗涤是先用80℃的热水加碱洗涤,再用热水洗涤3-4次。
优选地,步骤(3)中,所述煅烧的具体过程为:在500-750℃的煅烧温度下进行,煅烧时间为4-6h。
优选地,步骤(3)中,所述煅烧的温度为600-700℃。
优选地,步骤(3)中,所述小粒径镍钴铝氧化物为规则球形,其松装密度为0.80-1.20g/cm3,振实密度为1.20-1.50g/cm3
本发明提供的小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法,具有如下有益效果:
(1)本发明提供了一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,通过对氨水浓度及pH值进行分段调控,实现了小粒径镍钴铝氧化物前驱体的成核与晶核的生长分开进行,并维持较高的反应温度、搅拌速度,很好地控制了材料的球形度;
(2)本发明提供了一种小粒径镍钴铝氧化物,该镍钴铝氧化物的形状为规则球形,球形度较好,粒度均匀,平均粒径为2.0-4.0μm,松装密度和振实密度较高,适合作为工业化生产锂电池正极材料的前驱体。
附图说明
图1是本发明实施例中小粒径镍钴铝氧化物的制备方法流程图;
图2为本发明实施例1制备的小粒径镍钴铝氧化物的扫描电镜(SEM)图;
图3为本发明实施例2制备的小粒径镍钴铝氧化物的SEM图;
图4为本发明实施例3制备的小粒径镍钴铝氧化物的SEM图;
图5为本发明实施例4制备的小粒径镍钴铝氧化物的SEM图;
图6为本发明实施例5制备的小粒径镍钴铝氧化物的SEM图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
请参考图1,图1是本发明中小粒径镍钴铝氧化物的制备方法流程图,包括以下步骤:
S01、配制镍盐、钴盐的混合溶液A,配制铝盐与络合剂的混合溶液B,其中,所述镍盐、钴盐、铝盐中镍、钴、铝离子的摩尔比为(80-90):(10-20):(1-10);
S02、将上述混合溶液A、混合溶液B及沉淀剂、氨水加入到反应器中,维持反应温度恒定为65-95℃,搅拌速率恒定为185-275r/min,进行分段共沉淀反应,第一反应阶段:控制pH恒定在11.0-11.8的范围,反应体系中氨浓度为5-10g/L,第二反应阶段:将反应体系pH降低为10.0-10.8,氨浓度调节为12-20g/L,并保持恒定,加料完成后,继续搅拌陈化,反应完成后进行固液分离得到固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
S03、将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体经过洗涤、干燥后,进行煅烧,得到小粒径镍钴铝氧化物,所述小粒径镍钴铝氧化物的平均粒径为2.0-4.0μm,其化学式为NixCoyAlzOn,其中x:y:z为(80-90):(10-20):(1-10)。
实施例1
一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比80:10:10称取硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝晶体,并称取EDTA,其中硫酸铝晶体、络合剂EDTA的摩尔比为1:0.5,混合均匀后,分别配成金属离子浓度为85g/L的镍钴混合溶液A、8g/L的铝-EDTA混合溶液B;
(2)反应釜中加入纯水,加入氨水,使底液中氨水浓度为4g/L,在搅拌条件下,将上述混合溶液A、混合溶液B与质量浓度30wt%的氢氧化钠溶液、18wt%氨水并流加入到反应釜中,调节搅拌速度为185r/min,温度为65℃,维持恒定的反应温度、搅拌速度,反应第一阶段控制pH值恒定11.0,氨浓度为5g/L,大量细晶核生成;当颗粒的D50不变且无团聚时,为反应第二阶段,将氨浓度缓慢升高至12g/L,pH降低为10.0,之后保持恒定的氨浓度和pH,加料完成后,继续搅拌陈化,所述陈化条件为在40℃陈化2h,反应完成后进行固液分离得到草绿色的固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
(3)将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体先用80℃的热水加碱洗涤,再用热水洗涤3-4次,经干燥处理后,在500℃下煅烧6h,得到小粒径镍钴铝氧化物。
经电感耦合等离子光谱法(ICP)分析测定,本实施例1所得小粒径镍钴铝氧化物中,镍含量为53.65%,钴含量为6.74%,铝含量为3.08%,Ni、Co、Al三种元素的物质的量比基本上等于80:10:10(所用金属原料中Ni、Co、Al的摩尔比),测得所述镍钴铝氧化物的松装密度为0.86g/cm3,振实密度为1.23g/cm3
图2是本实施例1所得小粒径镍钴铝氧化物的扫描电镜(SEM)图,从图1可以看出产物的形状基本为球形,粒径较均匀,经计算,平均粒径约为2.30μm。
实施例2
一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比80:10:10称取硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝晶体,并称取EDTA,其中硫酸铝晶体、络合剂EDTA的摩尔比为1:1,混合均匀后,分别配成金属离子浓度为110g/L的镍钴混合溶液A、10g/L的铝-EDTA混合溶液B;
(2)反应釜中加入纯水,加入氨水,使反应底液中氨水浓度为6g/L,在搅拌条件下,将上述混合溶液A、混合溶液B与质量浓度为20wt%的氢氧化钠溶液、18wt%的氨水并流加入到反应釜中,调节搅拌速度为220r/min,温度为75℃,维持恒定的反应温度、搅拌速度,反应第一阶段控制pH值恒定11.5,氨浓度为8g/L,大量细晶核生成;当颗粒的D50粒径不变且无团聚时,为反应第二阶段,将氨浓度缓慢升高至15g/L,pH降低为10.5,之后保持恒定的氨浓度和pH,加料完成后,继续搅拌陈化,所述陈化条件为在40℃陈化3h,反应完成后进行固液分离得到草绿色的固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
(3)将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体先用80℃的热水加碱洗涤,再用热水洗涤3-4次,经干燥处理后,在600℃下煅烧5h,得到小粒径镍钴铝氧化物。
经ICP法分析测定,本实施例2所得小粒径镍钴铝氧化物中,镍含量为53.52%,钴含量为6.69%,铝含量为2.96%,Ni、Co、Al三种元素的物质的量比基本上等于80:10:10(所用金属原料中Ni、Co、Al的摩尔比),测得所述镍钴铝氧化物的松装密度为0.95g/cm3,振实密度为1.31g/cm3
图3是本实施例2所得小粒径镍钴铝氧化物的SEM图,从图3可以看出产物的形状为规则球形,粒径较均匀,经计算,平均粒径约为2.8μm。
实施例3
一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比85:10:5称取硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝晶体,并称取EDTA二钠,其中硫酸铝晶体、络合剂EDTA二钠的摩尔比为1:1.5,混合均匀后,分别配成金属离子浓度为110g/L的镍钴混合溶液A、12g/L的铝-EDTA二钠混合溶液B;
(2)反应釜中加入纯水,加入氨水,使反应底液中氨水浓度为8g/L,在搅拌条件下,将上述混合溶液A、混合溶液B与质量浓度为25wt%的氢氧化钠溶液、18wt%的氨水并流加入到反应釜中,调节搅拌速度为250r/min,温度为85℃,维持恒定的反应温度、搅拌速度,反应第一阶段控制pH值恒定11.5,氨浓度为10g/L,大量细晶核生成;当颗粒的D50粒径不变且无团聚时,为反应第二阶段,将氨浓度缓慢升高至17g/L,pH降低为10.8,之后保持恒定的氨浓度和pH,加料完成后,继续搅拌陈化,所述陈化条件为在50℃陈化3h,反应完成后进行固液分离得到草绿色的固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
(3)将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体先用80℃的热水加碱洗涤,再用热水洗涤3-4次,经干燥处理后,在650℃下煅烧5h,得到小粒径镍钴铝氧化物。
经ICP法分析测定,本实施例3所得小粒径镍钴铝氧化物中,含量为55.82%,钴含量为6.57%,铝含量为1.49%,Ni、Co、Al三种元素的物质的量比基本上等于85:10:5(所用金属原料中Ni、Co、Al的摩尔比),测得所述镍钴铝氧化物的松装密度为1.05g/cm3,振实密度为1.47g/cm3
图4是本实施例3所得小粒径镍钴铝氧化物的SEM图,从图4可以看出产物的形状为规则球形,球形度较高,粒径较均匀,经计算,平均粒径约为3.6μm。
实施例4
一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比85:10:5称取硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝晶体,并称取柠檬酸,其中硫酸铝晶体、络合剂柠檬酸的摩尔比为1:2,混合均匀后,分别配成金属离子浓度为130g/L的镍钴混合溶液A、14g/L的铝-EDTA二钠混合溶液B;
(2)反应釜中加入纯水,加入氨水,使底液中氨水浓度为8g/L,在搅拌条件下,将上述混合溶液A、混合溶液B与质量浓度35wt%的氢氧化钠溶液、18wt%的氨水并流加入到反应釜中,调节搅拌速度为250r/min,温度为95℃,维持恒定的反应温度、搅拌速度,反应第一阶段控制pH值恒定11.8,氨浓度为10g/L,大量细晶核生成;当颗粒的D50粒径不变且无团聚时,为反应第二阶段,将氨浓度缓慢升高至20g/L,pH降低为10.8,之后保持恒定的氨浓度和pH,加料完成后,继续搅拌陈化,所述陈化条件为在60℃下陈化2.5h,反应完成后进行固液分离得到草绿色的固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
(3)将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体先用80℃的热水加碱洗涤,再用热水洗涤3-4次,经干燥处理后,在700℃下煅烧4h,得到小粒径镍钴铝氧化物。
经ICP法分析测定,本实施例4所得小粒径镍钴铝氧化物中,镍含量为55.01%,钴含量为6.54%,铝含量为1.51%,Ni、Co、Al三种元素的物质的量比基本上等于85:10:5(所用金属原料中Ni、Co、Al的摩尔比),测得所述镍钴铝氧化物的松装密度为1.03g/cm3,振实密度为1.38g/cm3
图5是本实施例4所得镍钴铝氧化物的SEM图,从图5可以看出镍钴铝氧化物的形状为规则球形,球形度较高,粒径较均匀,经计算,平均粒径约为3.4μm。
实施例5
一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比85:10:5称取硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝晶体,并称取EDTA二钠,其中硫酸铝晶体、络合剂EDTA二钠的摩尔比为1:1.5,混合均匀后,分别配成金属离子浓度为110g/L的镍钴混合溶液A、12g/L的铝-EDTA二钠混合溶液B;
(2)反应釜中加入纯水,加入氨水,使反应底液中氨水浓度为8g/L,在搅拌条件下,将上述混合溶液A、混合溶液B与质量浓度25wt%的氢氧化钠溶液、18wt%的氨水并流加入到反应釜中,调节搅拌速度为230r/min,温度为70℃,维持恒定的反应温度、搅拌速度,反应第一阶段控制pH值恒定11.5,氨浓度为10g/L,大量细晶核生成;当颗粒的D50粒径不变且无团聚时,为反应第二阶段,将氨浓度缓慢升高至17g/L,pH降低为10.8,之后保持恒定的氨浓度和pH,加料完成后,继续搅拌陈化,所述陈化条件为在50℃陈化2h,反应完成后进行固液分离得到草绿色的固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
(3)将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体先用80℃的热水加碱洗涤,再用热水洗涤3-4次,经干燥处理后,在750℃下煅烧5h,得到小粒径镍钴铝氧化物。
经ICP法分析测定,本实施例5所得小粒径镍钴铝氧化物中,镍含量为54.27%,钴含量为6.45%,铝含量为1.44%,Ni、Co、Al三种元素的物质的量比基本上等于85:10:5(所用金属原料中Ni、Co、Al的摩尔比),测得所述镍钴铝氧化物的松装密度为1.13g/cm3,振实密度为1.45g/cm3
图6是本实施例5所得镍钴铝氧化物的SEM图,从图6可以看出镍钴铝氧化物的形状为规则球形,球形度较高,粒径较均匀,经计算,平均粒径约为4.0μm。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配制镍盐、钴盐的混合溶液A,配制铝盐与络合剂的混合溶液B,其中,所述镍盐、钴盐、铝盐中镍、钴、铝离子的摩尔比为(80-90):(10-20):(1-10);
(2)将上述混合溶液A、混合溶液B及沉淀剂、氨水加入到反应器中,维持反应温度恒定为65-95℃,搅拌速率恒定为185-275r/min,进行分段共沉淀反应,第一反应阶段:控制pH恒定在11.0-11.8的范围,反应体系中氨浓度为5-10g/L,第二反应阶段:将反应体系pH降低为10.0-10.8,氨浓度调节为12-20g/L,之后保持恒定,加料完成后,继续搅拌陈化,反应完成后进行固液分离得到固体产物,即小粒径镍钴铝氧化物前驱体;
(3)将所述小粒径镍钴铝氧化物前驱体经过洗涤、干燥后,进行煅烧,得到小粒径镍钴铝氧化物,所述小粒径镍钴铝氧化物为规则球形,所述小粒径镍钴铝氧化物的平均粒径为2.0-4.0μm,其化学式为NixCoyAlzOn,其中x:y:z为(80-90):(10-20):(1-10);所述小粒径镍钴铝氧化物的松装密度为0.80-1.20g/cm3,振实密度为1.20-1.50g/cm3
2.如权利要求1所述的小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述络合剂为氨水、柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐和乙二胺四乙酸四钠盐中一种或多种。
3.如权利要求1所述的小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述混合溶液B中,铝盐与络合剂的摩尔比为1:0.5-2。
4.如权利要求1所述的小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述混合溶液A中镍、钴金属离子的总浓度为85-130g/L。
5.如权利要求1所述的小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述反应温度恒定为70-85℃。
6.如权利要求1所述的小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述搅拌速率恒定为220-275r/min。
7.如权利要求1所述的小粒径镍钴铝氧化物的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述煅烧的具体过程为:在500-750℃的煅烧温度下进行,煅烧时间为4-6h。
CN201410852314.4A 2014-12-31 2014-12-31 一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法 Active CN105810925B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410852314.4A CN105810925B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410852314.4A CN105810925B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105810925A CN105810925A (zh) 2016-07-27
CN105810925B true CN105810925B (zh) 2019-06-14

Family

ID=56420882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410852314.4A Active CN105810925B (zh) 2014-12-31 2014-12-31 一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105810925B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106558695A (zh) * 2016-10-25 2017-04-05 荆门市格林美新材料有限公司 一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法
CN109205685B (zh) * 2017-07-03 2022-04-26 东莞东阳光科研发有限公司 一种锂离子电池用高镍三元前驱体的连续性制备方法
CN108314094B (zh) * 2018-01-29 2020-02-07 蒋央芳 一种小颗粒氢氧化镍钴铝的制备方法
CN108630915B (zh) * 2018-03-27 2022-10-11 四川大学 一种高性能镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法
CN110061208B (zh) * 2019-04-03 2021-03-16 昆山宝创新能源科技有限公司 锂电池正极活性材料前驱体及其制备方法、锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池
CN109970107A (zh) * 2019-04-04 2019-07-05 中科(马鞍山)新材科创园有限公司 一种富锂锰基正极材料、及其制备方法和用途
CN110790320B (zh) * 2019-10-25 2022-03-11 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子层状正极材料用核壳结构前驱体及其制备方法
CN113130886A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 荆门市格林美新材料有限公司 一种超细高镍三元前驱体的制备方法及其应用
CN111276689A (zh) * 2020-02-16 2020-06-12 四川新锂想能源科技有限责任公司 一种纳米多孔三元前驱体制备方法
CN111725497B (zh) * 2020-06-12 2023-02-14 福建常青新能源科技有限公司 一种具有特定形貌的三元正极材料前驱体及其制备方法
CN113023789B (zh) * 2021-02-26 2022-10-18 南通金通储能动力新材料有限公司 一种大比表面积橄榄型碳酸盐三元前驱体及其制备方法
CN112645392B (zh) * 2021-03-11 2021-05-14 金驰能源材料有限公司 叠片状高密度类球形羟基氧化钴前驱体及其制备方法
CN113415830B (zh) * 2021-08-24 2021-11-05 金驰能源材料有限公司 锂离子电池正极材料前驱体的制备方法
CN113896252A (zh) * 2021-09-08 2022-01-07 格林爱科(荆门)新能源材料有限公司 一种镍钴铝前驱体的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102869613A (zh) * 2009-12-02 2013-01-09 住友金属矿山株式会社 镍复合氢氧化物粒子和非水电解质二次电池
CN103797624A (zh) * 2011-09-16 2014-05-14 日本碍子株式会社 正极活性物质前驱体粒子及其制造方法、以及锂二次电池的正极活性物质的制造方法
CN104134786A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 宁波金和新材料股份有限公司 一种小粒度高密度球形四氧化三钴的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103400973B (zh) * 2013-08-08 2015-11-11 郭建 一种镍钴铝酸锂及其前驱体的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102869613A (zh) * 2009-12-02 2013-01-09 住友金属矿山株式会社 镍复合氢氧化物粒子和非水电解质二次电池
CN103797624A (zh) * 2011-09-16 2014-05-14 日本碍子株式会社 正极活性物质前驱体粒子及其制造方法、以及锂二次电池的正极活性物质的制造方法
CN104134786A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 宁波金和新材料股份有限公司 一种小粒度高密度球形四氧化三钴的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105810925A (zh) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105810925B (zh) 一种小粒径镍钴铝氧化物及其制备方法
CN106299347B (zh) 镍钴铝三元前驱体及其制备方法和制备的正极材料及方法
CN102244239B (zh) 锂离子电池正极材料镍钴铝的制备方法
CN103296263B (zh) 一种锂离子电池正极材料球形镍钴铝酸锂的制备方法
CN106549150B (zh) 一种镍锰钴复合氢氧化物的制备方法和用于制备镍锰钴复合氢氧化物的反应釜
CN108328665A (zh) 一种电池级球形四氧化三钴的制备方法
CN108258235A (zh) 一种分级反应制备镍钴锰三元前驱体材料的方法
CN101269849A (zh) 一种高密度球形锂镍钴锰氧及其制备方法
CN110092421B (zh) 一种粒径可控的球形碱式碳酸钴的生产方法
CN109422297B (zh) 一种镍钴锰前驱体结晶过程中调控成核的方法
JP2011057518A (ja) 高密度ニッケル・コバルト・マンガン共沈水酸化物及びその製造方法
CN107640792A (zh) 一种高密实小粒径镍钴锰氢氧化物及其制备方法
CN109942030B (zh) 一种高致密小粒径球形四氧化三钴的制备方法
CN108428888B (zh) 一种球形表面密实镍钴铝三元材料、其前驱体及其制备方法和应用
WO2015039490A1 (zh) 富锂正极材料及其制备方法
CN106745335A (zh) 一种自生长晶种调控镍钴锰酸锂生长的制备方法
CN109742337A (zh) 一种三元正极材料前驱体及调控三元正极材料前驱体晶面生长的方法
CN109390574A (zh) 一种核壳结构的富锂锰基正极材料的制备方法
CN104649336B (zh) 一种球形镍钴铝氢氧化物前驱体的制备方法
CN110683590A (zh) 基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体制备方法
CN105322154A (zh) 一种特殊形貌的电极活性物质前驱体镍锰氧化物
CN105810894A (zh) 一种多层包覆结构的锂离子电池正极材料的制备方法
CN110217831A (zh) 一种高电压钴酸锂用大颗粒球形窄分布四氧化三钴的制备方法
CN109817901A (zh) 一种镍钴铝掺杂的球形前驱体的制备方法
CN112537807B (zh) 一种高性能纳米棒状镍锰二元前驱体及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 518000 Room 2008, 20th Floor, Rongchao Binhai Building, South Side of Xinghua Road, Baoan Central District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Limited company of Green U.S.

Applicant after: Jingmen GEM New Material Co., Ltd.

Address before: 518101 Rongchao Binhai Building A 20-storey Room 2008, South Side of Xinghua Road, Baoan Central District, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant before: Shenzhen GEM High-tech Co., Ltd.

Applicant before: Jingmen GEM New Material Co., Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211229

Address after: 448124 No. 3, Yingchun Avenue, Duodao District, Jingmen City, Hubei Province (green Aike)

Patentee after: Green Aike (Jingmen) new energy materials Co.,Ltd.

Address before: 518000 Room 2008, 20th Floor, Rongchao Binhai Building, South Side of Xinghua Road, Baoan Central District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: GEM Co.,Ltd.

Patentee before: Jingmen greenmei New Material Co., Ltd

TR01 Transfer of patent right