CN108281637B - 一种镍钴锰酸锂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种镍钴锰酸锂的制备方法。将脂肪酸与氢氧化锂溶液混合搅拌，然后静置得到第一有机相和第一水相，然后进行第一有机相和第一水相的分离，用镍盐、钴盐和锰盐加水配制镍钴锰的混合盐溶液，然后将第一有机相与镍钴锰的混合盐溶液混合搅拌，然后静置，得到第二有机相和第二水相，进行第二有机相和第二水相的分离；将第二有机相与空气一起加入到沸腾炉中，第二有机相以喷雾的方式加入，同时维持沸腾炉内的燃烧温度为750‑850℃，加完第二有机相后继续加入空气，继续燃烧反应1.5‑2小时，即得镍钴锰酸锂。本发明工艺简单，成本低，得到的镍钴锰酸锂粒径小，振实高，导电性更好，电化学性能优越，废水的产生量小。

Description

一种镍钴锰酸锂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种镍钴锰酸锂的制备方法，属于锂电池新能源材料领域。
背景技术
镍钴锰酸锂是锂离子电池的关键材料之一。钴酸锂是目前应用最广的电池材料，但钴资源日益匮乏，价格昂贵，且钴酸锂电池在使用过程中存在安全隐患。镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴，成本方面优势非常明显，和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸铁锂相比，镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近，使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂，成为新一代锂离子电池材料的宠儿。分子式：LiNixCoyMn1-x-yO2外观：黑色固体粉末，流动性好，无结块物相：符合纯相LiNiO2结构。形貌：球形或类球形颗粒。
现在常规的镍钴锰酸锂的制备方法为：先将镍钴锰盐混合溶解，然后加入络合剂和沉淀剂进行沉淀得到镍钴锰沉淀，然后掺杂碳酸锂进行焙烧，得到镍钴锰酸锂。但是此方法存在：1.镍钴锰沉淀的粒度和其他指标控制较难，存在一定的难度且产生大量的废水，每吨镍钴锰沉淀产生废水约25吨-30吨，且含有氨氮、硫酸钠等，比较难处理；2.镍钴锰沉淀掺杂碳酸锂过程，掺杂不能实现分子级别的掺杂，所以在进行焙烧时温度高，时间长，能耗大。3.得到的镍钴锰酸锂粒径较大，一般都大约6微米。4.成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种镍钴锰酸锂的制备方法，工艺简单，成本低，不需要镍钴锰三元的前驱体，采用一步法合成，且镍钴锰锂的分布均匀，得到的镍钴锰酸锂粒径小，振实高且掺杂有0.2-0.5％的碳，导电性更好，电化学性能优越，废水的产生量小。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种镍钴锰酸锂的制备方法，其为以下步骤：
(1)将脂肪酸与氢氧化锂溶液按照脂肪酸与氢氧化锂的摩尔比1:0.85-0.95混合搅拌30-45分钟，然后静置30-45min，得到第一有机相和第一水相，然后进行第一有机相和第一水相的分离，用镍盐、钴盐和锰盐加水配制镍钴锰的混合盐溶液，然后将第一有机相与镍钴锰的混合盐溶液混合搅拌30-45min，第一有机相中锂的摩尔数与镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰总摩尔数之比为3:1，然后静置30-45min，得到第二有机相和第二水相，进行第二有机相和第二水相的分离；
(2)将步骤(1)分离得到的第二有机相与空气一起加入到沸腾炉中，第二有机相以喷雾的方式加入，同时维持沸腾炉内的燃烧温度为750-850℃，加完第二有机相后继续加入空气，继续燃烧反应1.5-2小时，然后收集燃烧后的粉末，即得镍钴锰酸锂。
所述脂肪酸为叔碳酸，脂肪酸的碳链为8-10个，其结构如下：
Figure BDA0001561682430000021
其中R1、R2和R3为碳链为1-3的烷基。
所述步骤(1)中氢氧化锂、镍盐、钴盐、锰盐均为电池级，氢氧化锂溶液的浓度为1-1.5mol/L，脂肪酸与氢氧化锂溶液进行混合时的温度为40-45℃，混合采用折叶涡轮桨叶，搅拌速度为200-250r/min，得到的第一水相返回溶解镍盐、钴盐和锰盐来配制镍钴锰的混合盐溶液，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的摩尔比为4:2:4、5:2:3、6:2:2、7:1.5:1.5或8:1:1，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的总摩尔数为1.5-2mol/L、镍钴锰的混合盐溶液的pH为4-4.5。
所述步骤(1)中得到的第二水相采用三室膜电解法将锂盐转化成氢氧化锂溶液，将得到的氢氧化锂溶液返回使用。
所述步骤(2)中第二有机相和空气均从沸腾炉底部喷雾加入，喷雾时雾滴大小为5-20微米，加入的第二有机相的体积与沸腾炉容积之比为1:20-30，加入的第二有机相的体积与空气的体积比为1:800-5000，加入第二有机相的时间为3-5小时，空气的流速为10-20m/s。
所述沸腾炉顶部与引风机连接，沸腾炉与引风机连接处设置有3-4层800-1000目筛网，3-4层800-1000目筛网叠合在一起，引风机运行15分钟后停止5分钟再运行15分钟，再停止5分钟，依次循环。
本发明采用将脂肪酸与氢氧化锂混恶化，得到脂肪酸锂，然后与钴镍锰盐混合溶液混合，脂肪酸锂中的锂会与钴镍锰盐进行交换，得到脂肪酸锂钴镍锰的有机相，发生的化学反应如下：
RCOOH+LiOH-----RCOOLi+H2O
2RCOOLi+X2+----(RCOO)2X+2Li+(X为Co、Ni、Mn),
由于第一有机相中锂的摩尔数与镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰总摩尔数之比为3:1，则一部分锂与钴镍锰进行离子交换进入水相，而剩余的锂与钴镍锰一起留在有机相中，在沸腾炉内，在空气气氛下燃烧，发生的化学反应如下，以脂肪酸的碳链为9个为例：
1/2C8H17COOLi.1/2(C8H17COO)2X+18.875O2-----1/2LiXO2+13.5CO2+
12.75H2O(X为Co、Ni、Mn)。
在燃烧过程中，由于碳的残留，碳均匀的掺杂在镍钴锰酸锂中，使得镍钴锰酸锂的导电性大大增加，且产品的钴镍锰锂的分布均匀，粒径小、振实高。
且本发明不需要经过镍钴锰的前驱体的制备和锂的机械掺杂过程，操作简单，且流程短，成本低。产生的废水量大约每吨产品约5吨，且废水中不含有氨氮，为较为纯净的稀酸溶液，可以用于其他用途，废气仅仅为含有二氧化碳的气体，
同时由于流程短，且辅料消耗小，结合人工等成本计算，每吨产品相比较常规的工艺，可以降低成本30％以上。
最终得到的产品检测结果如下：
Figure BDA0001561682430000041
本发明的镍钴锰酸锂粒径仅为0.6-0.75微米，振实密度达到2.1-2.3g/mL，杂质含量低，且电化学性能良好。
本发明的有益效果是：
1.工艺简单，流程短，成本低，一步法得到镍钴锰酸锂。
2.废水产生量大大减少，每吨产品仅得到5吨左右的稀酸废水。
3.得到碳均匀的掺杂在镍钴锰酸中，镍钴锰酸锂的导电性大大增加，且产品的钴镍锰锂的分布均匀，粒径小、振实高，电化学性能好。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明，本实施例的一种镍钴锰酸锂的制备方法，其为以下步骤：
(1)将脂肪酸与氢氧化锂溶液按照脂肪酸与氢氧化锂的摩尔比1:0.85-0.95混合搅拌30-45分钟，然后静置30-45min，得到第一有机相和第一水相，然后进行第一有机相和第一水相的分离，用镍盐、钴盐和锰盐加水配制镍钴锰的混合盐溶液，然后将第一有机相与镍钴锰的混合盐溶液混合搅拌30-45min，第一有机相中锂的摩尔数与镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰总摩尔数之比为3:1，然后静置30-45min，得到第二有机相和第二水相，进行第二有机相和第二水相的分离；
(2)将步骤(1)分离得到的第二有机相与空气一起加入到沸腾炉中，第二有机相以喷雾的方式加入，同时维持沸腾炉内的燃烧温度为750-850℃，加完第二有机相后继续加入空气，继续燃烧反应1.5-2小时，然后收集燃烧后的粉末，即得镍钴锰酸锂。
所述脂肪酸为叔碳酸，脂肪酸的碳链为8-10个，其结构如下：
Figure BDA0001561682430000051
其中R1、R2和R3为碳链为1-3的烷基。
所述步骤(1)中氢氧化锂、镍盐、钴盐、锰盐均为电池级，氢氧化锂溶液的浓度为1-1.5mol/L，脂肪酸与氢氧化锂溶液进行混合时的温度为40-45℃，混合采用折叶涡轮桨叶，搅拌速度为200-250r/min，得到的第一水相返回溶解镍盐、钴盐和锰盐来配制镍钴锰的混合盐溶液，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的摩尔比为4:2:4、5:2:3、6:2:2、7:1.5:1.5或8:1:1，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的总摩尔数为1.5-2mol/L、镍钴锰的混合盐溶液的pH为4-4.5。
所述步骤(1)中得到的第二水相采用三室膜电解法将锂盐转化成氢氧化锂溶液，将得到的氢氧化锂溶液返回使用。
所述步骤(2)中第二有机相和空气均从沸腾炉底部喷雾加入，喷雾时雾滴大小为5-20微米，加入的第二有机相的体积与沸腾炉容积之比为1:20-30，加入的第二有机相的体积与空气的体积比为1:800-5000，加入第二有机相的时间为3-5小时，空气的流速为10-20m/s。
所述沸腾炉顶部与引风机连接，沸腾炉与引风机连接处设置有3-4层800-1000目筛网，3-4层800-1000目筛网叠合在一起，引风机运行15分钟后停止5分钟再运行15分钟，再停止5分钟，依次循环。
实施例1
一种镍钴锰酸锂的制备方法，其为以下步骤：
(1)将脂肪酸与氢氧化锂溶液按照脂肪酸与氢氧化锂的摩尔比1:0.88混合搅拌39分钟，然后静置32min，得到第一有机相和第一水相，然后进行第一有机相和第一水相的分离，用镍盐、钴盐和锰盐加水配制镍钴锰的混合盐溶液，然后将第一有机相与镍钴锰的混合盐溶液混合搅拌39min，第一有机相中锂的摩尔数与镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰总摩尔数之比为3:1，然后静置33min，得到第二有机相和第二水相，进行第二有机相和第二水相的分离；
(2)将步骤(1)分离得到的第二有机相与空气一起加入到沸腾炉中，第二有机相以喷雾的方式加入，同时维持沸腾炉内的燃烧温度为795℃，加完第二有机相后继续加入空气，继续燃烧反应1.8小时，然后收集燃烧后的粉末，即得镍钴锰酸锂。
所述脂肪酸为叔碳酸，脂肪酸的碳链为9个，其结构如下：
Figure BDA0001561682430000061
其中R1、R2和R3分别为乙基、乙基和丙基
所述步骤(1)中氢氧化锂、镍盐、钴盐、锰盐均为电池级，氢氧化锂溶液的浓度为1.4mol/L，脂肪酸与氢氧化锂溶液进行混合时的温度为43℃，混合采用折叶涡轮桨叶，搅拌速度为235r/min，得到的第一水相返回溶解镍盐、钴盐和锰盐来配制镍钴锰的混合盐溶液，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的摩尔比为5:2:3，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的总摩尔数为1.85mol/L、镍钴锰的混合盐溶液的pH为4.3。
所述步骤(1)中得到的第二水相采用三室膜电解法将锂盐转化成氢氧化锂溶液，将得到的氢氧化锂溶液返回使用。
所述步骤(2)中第二有机相和空气均从沸腾炉底部喷雾加入，喷雾时雾滴大小为10微米，加入的第二有机相的体积与沸腾炉容积之比为1:25，加入的第二有机相的体积与空气的体积比为1:2500，加入第二有机相的时间为4.1小时，空气的流速为18m/s。
所述沸腾炉顶部与引风机连接，沸腾炉与引风机连接处设置有4层850目筛网，4层850目筛网叠合在一起，引风机运行15分钟后停止5分钟再运行15分钟，再停止5分钟，依次循环。
最终得到的产品检测结果如下：
Figure BDA0001561682430000071
Figure BDA0001561682430000081
实施例2
一种镍钴锰酸锂的制备方法，其为以下步骤：
(1)将脂肪酸与氢氧化锂溶液按照脂肪酸与氢氧化锂的摩尔比1:0.89混合搅拌32分钟，然后静置32min，得到第一有机相和第一水相，然后进行第一有机相和第一水相的分离，用镍盐、钴盐和锰盐加水配制镍钴锰的混合盐溶液，然后将第一有机相与镍钴锰的混合盐溶液混合搅拌39min，第一有机相中锂的摩尔数与镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰总摩尔数之比为3:1，然后静置42min，得到第二有机相和第二水相，进行第二有机相和第二水相的分离；
(2)将步骤(1)分离得到的第二有机相与空气一起加入到沸腾炉中，第二有机相以喷雾的方式加入，同时维持沸腾炉内的燃烧温度为810℃，加完第二有机相后继续加入空气，继续燃烧反应1.8小时，然后收集燃烧后的粉末，即得镍钴锰酸锂。
所述脂肪酸为叔碳酸，脂肪酸的碳链为9个，其结构如下：
Figure BDA0001561682430000082
其中R1、R2和R3分别为甲基、丙基和丙基。
所述步骤(1)中氢氧化锂、镍盐、钴盐、锰盐均为电池级，氢氧化锂溶液的浓度为1.4mol/L，脂肪酸与氢氧化锂溶液进行混合时的温度为44℃，混合采用折叶涡轮桨叶，搅拌速度为245r/min，得到的第一水相返回溶解镍盐、钴盐和锰盐来配制镍钴锰的混合盐溶液，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的摩尔比为7:1.5:1.5，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的总摩尔数为1.8mol/L、镍钴锰的混合盐溶液的pH为4.45。
所述步骤(1)中得到的第二水相采用三室膜电解法将锂盐转化成氢氧化锂溶液，将得到的氢氧化锂溶液返回使用。
所述步骤(2)中第二有机相和空气均从沸腾炉底部喷雾加入，喷雾时雾滴大小为12微米，加入的第二有机相的体积与沸腾炉容积之比为1:25，加入的第二有机相的体积与空气的体积比为1:2800，加入第二有机相的时间为4.1小时，空气的流速为15m/s。
所述沸腾炉顶部与引风机连接，沸腾炉与引风机连接处设置有3层950目筛网，3层950目筛网叠合在一起，引风机运行15分钟后停止5分钟再运行15分钟，再停止5分钟，依次循环。
最终得到的产品检测结果如下：
Figure BDA0001561682430000091
实施例3
一种镍钴锰酸锂的制备方法，其为以下步骤：
(1)将脂肪酸与氢氧化锂溶液按照脂肪酸与氢氧化锂的摩尔比1:0.94混合搅拌42分钟，然后静置41min，得到第一有机相和第一水相，然后进行第一有机相和第一水相的分离，用镍盐、钴盐和锰盐加水配制镍钴锰的混合盐溶液，然后将第一有机相与镍钴锰的混合盐溶液混合搅拌38min，第一有机相中锂的摩尔数与镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰总摩尔数之比为3:1，然后静置39min，得到第二有机相和第二水相，进行第二有机相和第二水相的分离；
(2)将步骤(1)分离得到的第二有机相与空气一起加入到沸腾炉中，第二有机相以喷雾的方式加入，同时维持沸腾炉内的燃烧温度为825℃，加完第二有机相后继续加入空气，继续燃烧反应1.8小时，然后收集燃烧后的粉末，即得镍钴锰酸锂。
所述脂肪酸为叔碳酸，脂肪酸的碳链为10个，其结构如下：
Figure BDA0001561682430000101
其中R1、R2和R3分别为乙基、丙基和丙基。
所述步骤(1)中氢氧化锂、镍盐、钴盐、锰盐均为电池级，氢氧化锂溶液的浓度为1.35mol/L，脂肪酸与氢氧化锂溶液进行混合时的温度为41℃，混合采用折叶涡轮桨叶，搅拌速度为228r/min，得到的第一水相返回溶解镍盐、钴盐和锰盐来配制镍钴锰的混合盐溶液，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的摩尔比为8:1:1，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的总摩尔数为1.85mol/L、镍钴锰的混合盐溶液的pH为4.47。
所述步骤(1)中得到的第二水相采用三室膜电解法将锂盐转化成氢氧化锂溶液，将得到的氢氧化锂溶液返回使用。
所述步骤(2)中第二有机相和空气均从沸腾炉底部喷雾加入，喷雾时雾滴大小为15微米，加入的第二有机相的体积与沸腾炉容积之比为1:28，加入的第二有机相的体积与空气的体积比为1:4200，加入第二有机相的时间为4.5小时，空气的流速为18m/s。
所述沸腾炉顶部与引风机连接，沸腾炉与引风机连接处设置有3层1000目筛网，3层1000目筛网叠合在一起，引风机运行15分钟后停止5分钟再运行15分钟，再停止5分钟，依次循环。
最终得到的产品检测结果如下：
Figure BDA0001561682430000111
同时将实施例1、2、3与常规的共沉淀-掺杂锂-煅烧工艺比较：
实施例1 实施例2 实施例3 常规工艺
吨产品成本 约9.5万 9.6万 9.7万 14万
废水产生量 5.2吨 5.5吨 5.1吨 28吨
电耗 0.53万千瓦时 0.51万千瓦时 0.56万千瓦时 1.3万千瓦时
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于，为以下步骤：
(1)将脂肪酸与氢氧化锂溶液按照脂肪酸与氢氧化锂的摩尔比1:0.85-0.95混合搅拌30-45分钟，然后静置30-45min，得到第一有机相和第一水相，然后进行第一有机相和第一水相的分离，用镍盐、钴盐和锰盐加水配制镍钴锰的混合盐溶液，然后将第一有机相与镍钴锰的混合盐溶液混合搅拌30-45min，第一有机相中锂的摩尔数与镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰总摩尔数之比为3:1，然后静置30-45min，得到第二有机相和第二水相，进行第二有机相和第二水相的分离，所述脂肪酸为叔碳酸，脂肪酸的碳链为8-10个，其结构如下：
Figure FDA0002422933090000011
其中R1、R2和R3为碳链为1-3的烷基；
(2)将步骤(1)分离得到的第二有机相与空气一起加入到沸腾炉中，第二有机相以喷雾的方式加入，同时维持沸腾炉内的燃烧温度为750-850℃，加完第二有机相后继续加入空气，继续燃烧反应1.5-2小时，然后收集燃烧后的粉末，即得镍钴锰酸锂，第二有机相和空气均从沸腾炉底部喷雾加入，喷雾时雾滴大小为5-20微米，加入的第二有机相的体积与沸腾炉容积之比为1:20-30，加入的第二有机相的体积与空气的体积比为1:800-5000，加入第二有机相的时间为3-5小时，空气的流速为10-20m/s。
2.根据权利要求1所述的一种镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中氢氧化锂、镍盐、钴盐、锰盐均为电池级，氢氧化锂溶液的浓度为1-1.5mol/L，脂肪酸与氢氧化锂溶液进行混合时的温度为40-45℃，混合采用折叶涡轮桨叶，搅拌速度为200-250r/min，得到的第一水相返回溶解镍盐、钴盐和锰盐来配制镍钴锰的混合盐溶液，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的摩尔比为4:2:4、5:2:3、6:2:2、7:1.5:1.5或8:1:1，镍钴锰的混合盐溶液中镍钴锰的总摩尔数为1.5-2mol/L、镍钴锰的混合盐溶液的pH为4-4.5。
3.根据权利要求1所述的一种镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中得到的第二水相采用三室膜电解法将锂盐转化成氢氧化锂溶液，将得到的氢氧化锂溶液返回使用。
4.根据权利要求1所述的一种镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于：所述沸腾炉顶部与引风机连接，沸腾炉与引风机连接处设置有3-4层800-1000目筛网，3-4层800-1000目筛网叠合在一起，引风机运行15分钟后停止5分钟再运行15分钟，再停止5分钟，依次循环。
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GB201001345D0 (en) * 2010-01-27 2010-03-17 Equateq Ltd Process for preparing and purifying fatty acids
WO2015080502A1 (ko) * 2013-11-29 2015-06-04 한양대학교 산학협력단 전고체 리튬 이차전지용 활물질, 그 제조방법 및 이를 포함하는 전고체 리튬 이차전지
CN104726168A (zh) * 2015-02-05 2015-06-24 中山华明泰化工股份有限公司 一种锂锌复合润滑剂及其制备方法
CN106252648A (zh) * 2016-09-27 2016-12-21 深圳复兴新能源科技有限公司 一种钴镍锰酸锂正极材料的制备方法
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CN107316998A (zh) * 2017-05-31 2017-11-03 华南理工大学 一种特定组成和形貌特征的长寿命锰酸锂基正极材料及其制备方法

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