CN110294498A - 一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法 - Google Patents

一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110294498A
CN110294498A CN201810248736.9A CN201810248736A CN110294498A CN 110294498 A CN110294498 A CN 110294498A CN 201810248736 A CN201810248736 A CN 201810248736A CN 110294498 A CN110294498 A CN 110294498A
Authority
CN
China
Prior art keywords
subsystem
reaction system
control
metal ammine
ammine complex
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.)
Granted
Application number
CN201810248736.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110294498B (zh
Inventor
闫东伟
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.)
Saint Glory (beijing) Technology Co Ltd
Original Assignee
Saint Glory (beijing) Technology 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 Saint Glory (beijing) Technology Co Ltd filed Critical Saint Glory (beijing) Technology Co Ltd
Priority to CN201810248736.9A priority Critical patent/CN110294498B/zh
Publication of CN110294498A publication Critical patent/CN110294498A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110294498B publication Critical patent/CN110294498B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法，所述智能控制反应系统包括金属氨络合物浓度检测控制系统和化学共沉淀反应系统两部分：其中金属氨络合物浓度检测控制系统由自动在线取样子系统、金属氨络合物浓度检测子系统、金属氨络合物浓度控制子系统和控制器构成；化学共沉淀反应系统由反应釜、自动上料子系统、控温子系统、搅拌子系统、pH值检测控制子系统及控制器构成。所述智能控制反应系统通过控制三元材料前驱体反应体系内金属氨络合物浓度，来调控反应成核速率和晶体生长速率，从而达到有效控制共沉淀反应速率的目的；避免了传统的单独控制反应体系中的金属离子浓度、pH值、氨水浓度等所导致的反应体系不稳定、偏差大等现象的发生。利用本发明制备的智能控制反应系统合成的三元材料前驱体球形度好、颗粒分布合理、成分分布均匀，批次稳定性好等优点，特别适合大规模工业化生产。

Description

一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法
技术领域
本发明属于锂离子二次电池三元材料前驱体制备领域，特别涉及一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备高质量三元材料前驱体的方法。
背景技术
发展电动汽车是解决能源危机与环境污染的重要手段，也是未来汽车工业发展的主要方向。其中开发具有高比能、低成本、长寿命、高安全的动力电池是电动汽车工业的核心和产业技术的发展方向。从现有技术及其发展历程来看，目前乃至未来很长的一段时间内，锂离子电池依然是电动汽车的首先动力电池。
正极材料作为锂离子电池的最重要组成部分，其性能在很大程度上决定了电池的性能，从而直接决定了锂离子电池成本的高低，因此，研究和开发高性能的正极材料，成为锂离子电池发展的最为关键的一环。目前常用的、研发较为成熟的正极材料主要为钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂、锰酸锂(LixMn2O4)、磷酸亚铁锂(LiFePO4)等，国内外对此开展了大量基础研究并基本实现产业化。与上述传统的正极材料相比，层状锂镍钴锰氧正极材料(简称三元材料，LiNixCoyMn1-x-yO2:其1/3<x<1，0<y<1/3)较好地兼备了钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂的优点，三元协同效应使其综合性能优于任一单组份化合物。其具有高比容量、循环性能稳定、成本相对较低、安全性能较好等特点，已被证明是动力电池的理想正极材料。因此，该系列材料，被公认为现今最有发展前景的新型锂离子电池正极材料。
目前国际主流的三元材料的制备方法是普遍采用Ni、Mn、Co三元氢氧化物前驱体(NixCoyMn1-x-y(OH)2:其1/3≤x<1，0<y≤1/3)配锂盐或氢氧化锂煅烧而成，而前驱体的组份、球形球貌、振实密度、粒径大小、比表面积、元素的化合价态等，对于三元材料性能有着极其重要的影响。因此，三元材料前驱体的合成成为制备高性能三元材料最为关键的一环。
合成三元材料前驱体的方法主要有化学共沉淀法、溶胶凝胶法、乳液法等，其中共沉淀法由于其工艺简单、适用性强、对设备、技术要求不高等优点，是合成均相近球型三元材料前驱体较为理想的方法，但由于过渡金属离子的性能差异，导致在共沉淀反应中容易造成前驱体组份分布不均匀，批次稳定性差，一次颗粒尺寸大、二次颗粒粒度分布宽和颗粒团聚等缺陷。因此，寻求、发展一种能精确控制反应体系参数的设备与制备技术已成为能否成功制备高性能三元正极材料的关键。
发明内容
目前，制备三元材料前驱体的常用方法，就是可溶性金属(Ni、Co、Mn)盐与可溶性氢氧化物(一般为氢氧化钠)发生共沉淀反应，生产氢氧化物前驱体。由于镍钴锰氢氧化物溶度积小，沉淀速率快，溶液过饱和度高，晶体成核快，容易形成胶体沉淀，形貌不易控制，而且Mn(OH)2溶度积比Ni(OH)2和Co(OH)2大两个数量级，采用镍钴锰金属盐与碱直接反应，很难合成具有球形形貌的前驱体。因此，为了获得球形度良好的前驱体，实现均匀共沉淀，需要用氨水作为络合剂，来调控反应成核速率和晶体生长速率，从而达到有效控制共沉淀反应速率的目的。因此，在镍钴锰氢氧化物合成时，需要控制反应体系中的金属离子浓度、pH值、氨水浓度、温度、搅拌速度等。对于这样一个复杂的反应体系，很难做到对上述参数的精确控制。所以，现有共沉淀法制备的三元材料前驱体球形度差、颗粒分布不均、成分分布不均匀，批次稳定性差，一次颗粒尺寸大、二次颗粒粒度分布宽等缺陷。本发明提供了一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统。
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统，该系统通过对三元材料前驱体反应体系中金属氨络合物浓度的精确控制来获得高质量的三元材料前驱体。
本发明的另一目的在于提供一种采用如上所述的智能控制反应系统来制备三元材料前驱体的方法及三元材料前驱体。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及其制备方法。如上所述的智能控制反应系统通过对传统的三元材料前驱体反应体系中金属氨络合物浓度的精确控制来获得高质量的三元材料前驱体。
如上所述的一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统由金属氨络合物浓度检测控制系统及化学共沉淀反应系统等构成。所述金属氨络合物浓度检测控制系统是对所述化学共沉淀反应体系的金属氨络合物浓度实时检测并控制其在预设的范围内；所述化学共沉淀反应系统是用来提供化学共沉淀反应场所及控制化学共沉淀反应的进行；所述化学共沉淀反应体系，是指可溶性金属(Ni、Co、Mn)盐与可溶性氢氧化物(优选氢氧化钠)发生共沉淀反应、采用氨水作为络合剂、来调控反应成核速率和晶体生长速率，生产三元氢氧化物前驱体的反应体系。
如上所述金属氨络合物浓度检测控制系统包括：自动在线取样子系统、金属氨络合物浓度检测子系统、金属氨络合物浓度控制子系统和控制器等。所述自动在线取样子系统用于采取反应釜体的待检测样品；所述金属氨络合物浓度检测子系统用于检测所述的自动取样子系统采取的样品中的金属氨络合物浓度；所述金属氨络合物浓度控制子系统的输液口伸入所述反应釜体内部以调节所述反应釜体内的金属氨络合物浓度至所述反应体系的预设金属氨络合物浓度范围内，其原理通过控制反应体系的氨水含量来控制反应体系的金属氨络合物浓度；所述控制器与所述自动在线取样子系统、金属氨络合物浓度检测子系统、金属氨络合物浓度控制子系统连接，用于控制所述自动在线取样子系统、金属氨络合物浓度检测子系统、金属氨络合物浓度控制子系统执行动作。
所述自动在线取样子系统由样品提取设备、样品预处理设备及控制器组成；进一步，所述的样品提取设备由隔膜泵和PVC连接管构成；所述的样品预处理设备包括减压过滤设备及储液瓶。所述控制器与所述样品提取设备和所述样品预处理设备连接，用于控制所述样品提取设备和所述样品预处理设备的执行动作。
所述金属氨络合物浓度检测子系统包括：分光光度计、自动清洗处理装置、仪器管路、阀门以及控制器等部件；进一步的，所述的控制器与所述的成所述光光度计以及自动清洗处理装置连接。其工作原理是通过金属氨络合物浓度检测子系统测量由所述自动在线取样系统采取的样品吸光度，从而计算出反应体系内的金属氨络合物浓度。
所述的金属氨络合物浓度控制子系统包括：氨水储罐，所述氨水储罐内存有氨水；隔膜泵，所述隔膜泵的进液口经管道与所述氨水储罐连通，所述隔膜泵的排液口作为所述金属氨络合物浓度检测控制子系统的输液口，深入到反应釜体内部，用于给反应体系补充氨水，以便控制所述反应体系内的金属氨络合物浓度达到预设的范围之内；所述隔膜泵控制端与所述控制器连接。
所述化学共沉淀反应系统由反应釜、自动上料子系统、控温子系统、搅拌子系统、pH值检测控制子系统及控制器构成。所述反应釜体用于提供反应场所；所述自动上料子系统的输料口伸入所述反应釜体的内部以向所述反应釜体内提供用于制备三元材料前驱体的物料；所述搅拌子系统的搅拌桨经所述反应釜体的顶端开口竖直伸入所述反应釜体的内部以提供搅拌动力；所述控温子系统的温度调节装置与所述反应釜体连接以调节所述反应釜体内的温度在反应体系的预设温度值范围内；所述pH值检测控制子系统的输液口伸入所述反应釜体内部以调节所述反应釜体内的pH值至所述反应体系的预设pH值范围内；所述控制器与所述供料子系统、所述搅拌子系统、所述控温子系统和所述pH值检测控制子系统连接，用于控制所述物料子系统、所述搅拌子系统、所述控温子系统和所示pH值检测控制子系统执行动作。
所述的智能控制反应系统中，所述三元材料前驱体为氢氧化物共沉淀法制备的镍钴锰氢氧化物(NixCoyMn1-x-y(OH)2:其1/3≤x<1，0<y≤1/3)。进一步的，所述的氢氧化物共沉淀法是通过所述的金属氨络合物来调节其反应速度；进一步的，所述的金属氨络合物是指镍钴锰氨络合物；优选的，所述的金属氨络合物是指二价镍钴锰氨络合物。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供了一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统，通过控制三元材料前驱体反应体系内金属氨络合物浓度，来调控反应成核速率和晶体生长速率，从而达到有效控制共沉淀反应速率的目的；避免了传统的单独控制反应体系中的金属离子浓度、pH值、氨水浓度等所导致的反应体系不稳定、偏差大等现象的发生。利用本发明制备的智能控制反应系统合成的三元材料前驱体球形度好、颗粒分布合理、成分分布均匀，批次稳定性好等优点，特别适合大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明提供的一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统结构示意图；图2为本发明提供的一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统的逻辑控制示意图；其中，图中符号说明如下：1-自动在线取样子系统、2-金属氨络合物浓度检测子系统、3-金属氨络合物浓度控制子系统、4-反应釜、5-自动上料子系统、6-温控子系统、7-搅拌子系统、8-pH值检测控制子系统、9-控制器。
利用本发明制备的智能控制反应系统，合成了高质量的三元材料前驱体。参见图3-5。
图3为合成的NCM523三元材料前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2)的扫描电镜图片。
图4为合成的NCM622三元材料前驱体(Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2)的扫描电镜图片。
图5为合成的NCM811三元材料前驱体(Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2)的扫描电镜图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
参见图1～2，本发明实施例提供了一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统；该系统可用于高质量三元材料前驱体的制备，本实施例不对此进行限定。反应系统包括：自动在线取样子系统1、金属氨络合物浓度检测子系统2、金属氨络合物浓度控制子系统3、反应釜4、自动上料子系统5、控温子系统6、搅拌子系统7、pH值检测控制子系统8、控制器9等。
其中，自动在线取样子系统1由隔膜泵、PVC连接管、减压过滤器、储液瓶及控制器等构成，用于采取反应釜4的待检测样品。金属氨络合物浓度检测子系统2包括：分光光度计、自动清洗处理装置、仪器管路、阀门以及控制器等部件；利用分光光度计测量由所述自动在线取样系统采取的样品吸光度，从而计算出反应体系内的金属氨络合物浓度。金属氨络合物浓度控制子系统3包括：氨水储罐、隔膜泵、管道、阀门、控制器等构成，用于给反应体系补充氨水，以便控制所述反应体系内的金属氨络合物浓度达到预设的范围之内。反应釜4为反应容器，其形成有空腔，即中空结构，用于给化学反应提供反应场所。自动上料子系统5的输料口伸入所述反应釜体的内部以向反应釜体内提供用于制备三元材料前驱体的物料；控温子系统6的温度调节装置与反应釜体连接以调节所述反应釜体内的温度在反应体系的预设温度值范围内；搅拌子系统7的搅拌桨经反应釜体的顶端开口竖直伸入反应釜体的内部以提供搅拌动力；pH值检测控制子系统8的输液口伸入反应釜体内部以调节反应釜体内的pH值至预设pH值范围内；控制器9与自动在线取样子系统1、金属氨络合物浓度检测子系统2、金属氨络合物浓度控制子系统3、反应釜4、自动上料子系统5、控温子系统6、搅拌子系统7、pH值检测控制子系统8连接，用于控制自动在线取样子系统1、金属氨络合物浓度检测子系统2、金属氨络合物浓度控制子系统3、反应釜4、自动上料子系统5、控温子系统6、搅拌子系统7、pH值检测控制子系统8的执行动作。
利用本发明制备的智能控制反应系统，合成了高质量的三元材料前驱体。参见图3-5。
图3为合成的NCM523三元材料前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2)的扫描电镜图片。从图片中可以看出，所得前驱体呈微米球状结构，颗粒比较均一，大小在3-5μm。
图4为合成的NCM622三元材料前驱体(Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2)的扫描电镜图片。从图片中可以看出，所得前驱体呈微米球状结构，颗粒比较均一，大小在8-10μm。从图上的细微结构可以看出，微米球是有纳米片自组装而成的，纳米片的厚度范围在几十到几百个纳米不等。
图5为合成的NCM811三元材料前驱体(Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2)的扫描电镜图片。从图片中可以看出，所得前驱体呈微米球状结构，颗粒大小分布合理，适合做锂电池正极材料，绝大多数颗粒的粒径在8-10μm。
综上所述，本发明实施例的有益效果如下：
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：通过控制三元材料前驱体反应体系内金属氨络合物浓度，来调控反应成核速率和晶体生长速率，从而达到有效控制共沉淀反应速率的目的；避免了传统的单独控制反应体系中的金属离子浓度、pH值、氨水浓度等所导致的反应体系不稳定、偏差大等现象的发生。本发明提供了一种制备高质量三元材料前驱体的智能控制反应系统。利用本发明制备的智能控制反应系统合成的三元材料前驱体球形度好、颗粒分布均匀、成分分布均匀，批次稳定性好等优点，特别适合大规模工业化生产。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法，其特征在于，所述反应系统包括：金属氨络合物浓度检测控制系统和化学共沉淀反应系统两部分；所述金属氨络合物浓度检测控制系统是对所述化学共沉淀反应体系的金属氨络合物浓度实时检测并控制其在预设的范围内；所述化学共沉淀反应系统是用来提供化学共沉淀反应场所及控制化学共沉淀反应的进行；所述化学共沉淀反应体系，是指可溶性金属(Ni、Co、Mn)盐与可溶性氢氧化物(优选氢氧化钠)发生共沉淀反应，并采用氨水作为络合剂，调控反应成核速率和晶体生长速率，生产三元材料前驱体的反应体系。
2.根据权利要求1所述的智能控制反应系统，其特征在于,所述金属氨络合物浓度检测控制系统包括：自动在线取样子系统、金属氨络合物浓度检测子系统、金属氨络合物浓度控制子系统和控制器等。
3.根据权利要求1-2所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述自动在线取样子系统用于采取反应釜体的待检测样品；所述金属氨络合物浓度检测子系统用于检测所述的自动取样子系统采取的样品中的金属氨络合物浓度；所述金属氨络合物浓度控制子系统的输液口伸入所述反应釜体内部以调节所述反应釜体内的金属氨络合物浓度至所述反应体系的预设金属氨络合物浓度范围内；所述控制器与所述自动在线取样子系统、金属氨络合物浓度检测子系统、金属氨络合物浓度控制子系统连接，用于控制所述自动在线取样子系统、金属氨络合物浓度检测子系统、金属氨络合物浓度控制子系统执行动作。
4.根据权利要求1-3所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述自动在线取样子系统由样品提取设备、样品预处理设备及控制器组成；进一步，所述的样品提取设备由隔膜泵和PVC连接管构成；所述样品预处理设备由负压过滤设备及储液瓶等构成。所述控制器与所述样品提取设备和所述样品预处理设备连接，用于控制所述样品提取设备和所述样品预处理设备的执行动作。
5.根据权利要求1-4所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述的金属氨络合物浓度检测子系统包括：分光光度计、自动清洗处理装置、仪器管路、阀门以及控制器等部件；所述的控制器与所述的成所述光光度计以及自动清洗处理装置连接。
6.根据权利要求1-5所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述的金属氨络合物浓度检测子系统是通过光电比色法，用所述的分光光度计测量由所述自动在线取样系统采取的样品吸光度，从而计算出反应体系内的金属氨络合物浓度。
7.根据权利要求1-6所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述的金属氨络合物浓度控制子系统包括：氨水储罐，所述氨水储罐内存有氨水；隔膜泵，所述隔膜泵的进液口经管道与所述氨水储罐连通，所述隔膜泵的排液口作为所述金属氨络合物浓度检测控制子系统的输液口，深入到反应釜体内部，用于给反应体系补充氨水，以便控制所述反应体系内的金属氨络合物浓度达到预设的范围之内；所述隔膜泵控制端与所述控制器连接。
8.根据权利要求1-7所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述化学共沉淀反应系统由反应釜、自动上料子系统、控温子系统、搅拌子系统、pH值检测控制子系统及控制器构成。
9.根据权利要求1-8所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述反应釜体用于提供反应场所；所述自动上料子系统的输料口伸入所述反应釜体的内部以向所述反应釜体内提供用于制备三元材料前驱体的物料；所述搅拌子系统的搅拌桨经所述反应釜体的顶端开口竖直伸入所述反应釜体的内部以提供搅拌动力；所述控温子系统的温度调节装置与所述反应釜体连接以调节所述反应釜体内的温度在反应体系的预设温度值范围内，其中所述反应体系为共沉淀法制备三元材料前驱体的反应体系；所述pH值检测控制子系统的输液口伸入所述反应釜体内部以调节所述反应釜体内的pH值至所述反应体系的预设pH值范围内；所述控制器与所述供料子系统、所述搅拌子系统、所述控温子系统和所述pH值检测控制子系统连接，用于控制所述物料子系统、搅拌子系统、所述控温子系统和所示pH值检测控制子系统执行动作。
10.根据权利要求1-9所述的智能控制反应系统，其特征在于，所述三元材料前驱体为氢氧化物共沉淀法制备的镍钴锰氢氧化物(NixCoyMn1-x-y(OH)2:其1/3≤x<1，0<y≤1/3)；所述的氢氧化物共沉淀法是通过所述的金属氨络合物来调节其反应速度；所述的金属氨络合物是指镍钴锰氨络合物；优选的，所述镍钴锰氢氧化物是指二价镍钴锰氢氧化物，所述的金属氨络合物是指二价镍钴锰氨络合物。
CN201810248736.9A 2018-03-24 2018-03-24 一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法 Active CN110294498B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810248736.9A CN110294498B (zh) 2018-03-24 2018-03-24 一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810248736.9A CN110294498B (zh) 2018-03-24 2018-03-24 一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110294498A true CN110294498A (zh) 2019-10-01
CN110294498B CN110294498B (zh) 2021-12-24

Family

ID=68026230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810248736.9A Active CN110294498B (zh) 2018-03-24 2018-03-24 一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110294498B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111036161A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 中冶瑞木新能源科技有限公司 用于制备窄粒径分布三元前驱体的系统及方法
CN111389328A (zh) * 2020-03-10 2020-07-10 湖南中伟新能源科技有限公司 制备锂离子电池正极材料前躯体的自动控制方法和系统
CN113479943A (zh) * 2021-07-01 2021-10-08 昆山宝创新能源科技有限公司 三元正极材料前驱体及其制备方法、自动控制进料系统和应用
CN113735194A (zh) * 2021-08-26 2021-12-03 池州西恩新材料科技有限公司 一种三元前驱体反应釜pH控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765970B1 (ko) * 2006-09-29 2007-10-10 대정화금주식회사 공침법을 이용한 망간 복합산화물 및 그 제조방법, 이를이용한 리튬이차전지용 스피넬형 양극활물질과 그 제조방법
KR20080088177A (ko) * 2007-03-29 2008-10-02 대정이엠(주) 리튬 이차전지용 스피넬형 양극 활물질 및 그 제조방법
JP2013171743A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケルコバルト複合水酸化物及びその製造方法
CN204720500U (zh) * 2015-04-30 2015-10-21 浙江天能能源科技有限公司 生产锂离子电池多元正极材料前驱体的装置
CN105489886A (zh) * 2016-01-11 2016-04-13 山东玉皇新能源科技有限公司 一种高振实密度的镍钴铝三元正极材料及其制备方法
CN205308324U (zh) * 2015-12-30 2016-06-15 安泰科技股份有限公司 制备锂离子二次电池正极材料前驱体的反应系统
JP2017210395A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 住友金属鉱山株式会社 ニッケル複合水酸化物とその製造方法、非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、ならびに非水系電解質二次電池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765970B1 (ko) * 2006-09-29 2007-10-10 대정화금주식회사 공침법을 이용한 망간 복합산화물 및 그 제조방법, 이를이용한 리튬이차전지용 스피넬형 양극활물질과 그 제조방법
KR20080088177A (ko) * 2007-03-29 2008-10-02 대정이엠(주) 리튬 이차전지용 스피넬형 양극 활물질 및 그 제조방법
JP2013171743A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ニッケルコバルト複合水酸化物及びその製造方法
CN204720500U (zh) * 2015-04-30 2015-10-21 浙江天能能源科技有限公司 生产锂离子电池多元正极材料前驱体的装置
CN205308324U (zh) * 2015-12-30 2016-06-15 安泰科技股份有限公司 制备锂离子二次电池正极材料前驱体的反应系统
CN105489886A (zh) * 2016-01-11 2016-04-13 山东玉皇新能源科技有限公司 一种高振实密度的镍钴铝三元正极材料及其制备方法
JP2017210395A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 住友金属鉱山株式会社 ニッケル複合水酸化物とその製造方法、非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、ならびに非水系電解質二次電池

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111036161A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 中冶瑞木新能源科技有限公司 用于制备窄粒径分布三元前驱体的系统及方法
CN111389328A (zh) * 2020-03-10 2020-07-10 湖南中伟新能源科技有限公司 制备锂离子电池正极材料前躯体的自动控制方法和系统
CN113479943A (zh) * 2021-07-01 2021-10-08 昆山宝创新能源科技有限公司 三元正极材料前驱体及其制备方法、自动控制进料系统和应用
CN113735194A (zh) * 2021-08-26 2021-12-03 池州西恩新材料科技有限公司 一种三元前驱体反应釜pH控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110294498B (zh) 2021-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110294498A (zh) 一种制备三元材料前驱体的智能控制反应系统及制备方法
CN108878818B (zh) 核壳结构镍钴锰三元正极材料前驱体及其制备方法
CN108793268B (zh) 核壳结构梯度镍钴锰三元正极材料前驱体及其制备方法
CN103618064B (zh) 一种氧化铝复合镍钴锰酸锂三元材料的制备方法
CN108373175A (zh) 铝掺杂四氧化三钴及其制备方法和应用
CN101834291B (zh) 一种亚微米级LiNi0.5Mn0.5O2正极材料的制备方法
CN105047900A (zh) 一种纳米片状镍锰酸锂材料的制备方法及其设备
CN108777302B (zh) NiCo2O4及其制备方法及应用
CN105244501A (zh) 一种锂离子电池电极活性物质前驱体碳酸锰镍
CN108258235A (zh) 一种分级反应制备镍钴锰三元前驱体材料的方法
CN112794369B (zh) 纳米钴酸锂正极材料的制备方法及其应用
CN107546385B (zh) 一种制备LiNixMn1-xO2二元正极材料的方法
CN111072075A (zh) 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN108557904A (zh) 一种梯度掺铝四氧化三钴的制备方法
CN107902703A (zh) 一种制备镍钴锰三元正极材料前驱体的方法
CN106025179A (zh) 一种喷雾干燥制备锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂的方法
CN104409723B (zh) 一种三元正极材料的电化学制备方法
CN108365216A (zh) 一种新型高镍三元正极材料及制备
CN108630915B (zh) 一种高性能镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法
CN102040208A (zh) 一种磷酸铁的制备方法
CN111153445A (zh) 一种粒度稳定的镍钴锰三元前驱体及其制备方法与制备装置
CN109824094A (zh) 一种高电压钴酸锂用大颗粒碳酸钴的生产方法
CN109107515A (zh) 一种制备三元正极材料前驱体的注料反应系统及其应用
CN105789636A (zh) 一步水热合成制备固体氧化物燃料电池复合阴极材料方法
CN112978809B (zh) 一种核壳结构铝掺杂镍钴锰正极材料前驱体及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant