CN112675800A - 一种高镍正极前驱体材料的制备装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高镍正极前驱体材料的制备装置及方法，通过优选的搅拌桨及搅拌、反应工艺，改善了物料在反应釜内部的整体轴向循环，以及因搅拌转速降低后的局部饱和度过高和过低问题，并尽可能的保证前驱体颗粒的生长速率一致，加强反应均一性，降低大颗粒高镍前驱体材料内部的残余应力、应变；反应釜底部通过喷嘴通入的保护气，形成毫米级的气泡，在搅拌的作用下均匀的分布在反应釜内部，可以减少大颗粒前驱体相互之间的碰撞，进一步提高反应均一性，解决大颗粒开裂等问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池材料领域，具体涉及一种高镍正极前驱体材料的制备装置及方法。
背景技术
随着锂离子电池向无钴、高镍方向发展，采用价格较为低廉的锰和镍取代资源缺乏和价格较高的钴，在降低成本的同时，更好的满足电子产品日益小型化和多功能化的要求。高镍前驱体材料是正极材料的关键，很大程度上决定了正极材料的结构及性能，大颗粒高镍前驱体材料在共沉淀法制备过程中，受工艺及材料特性影响，局部过饱和度偏高或者偏低，在反应中后期材料内部的残余应力、应变增大以及颗粒碰撞等原因，容易出现裂纹甚至开裂问题。一般通过缩短反应时间可以改善材料的开裂现象，公布号为CN 110611097 A的专利，采用有机絮凝剂添加的方式，通过形成絮凝形成的网状保护结构，在颗粒之间形成保护网，金属离子可顺利通过保护网，而颗粒与颗粒之间的碰撞由之前的刚性碰撞转变为柔性碰撞，从而杜绝颗粒开裂现象。
缩短反应时间虽然可以改善材料的开裂现象，但是反应时间短，材料的球形度及振实密度较低，进而影响正极材料的性能，且前驱体材料的生产效率降低。采用有机絮凝剂添加的方式，通过形成絮凝形成的网状保护结构，杜绝颗粒开裂现象，但是有机絮凝剂添加会加大洗涤及后处理成本，并且容易造成杂质引进及碳含量增大等问题，影响材料性能。
发明内容
针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种高镍正极前驱体材料的制备装置及方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种高镍正极前驱体材料的制备装置，其特征在于，所述装置包括：反应釜、搅拌装置、进气管、第一进料管、第二进料管、第三进料管；所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌桨，所述搅拌轴的下端从反应釜的上端伸入釜内，所述搅拌轴的上端连接有电机；所述搅拌桨包括套装在搅拌轴上的上层桨叶和下层桨叶，所述上层桨叶包括折叶式叶片以及套装在折叶式叶片外部的圆环，所述下层浆叶为折叶式叶片或者圆盘式叶片；所述进气管从反应釜的上端伸入釜底，并且所述进气管的出气端对准下层浆叶；所述第一进料管、第二进料管、第三进料管均从反应釜的上端伸入釜内，所述第一进料管、第二进料管、第三进料管均匀分布在以搅拌桨为中心的圆周上，并且，所述第一进料管、第二进料管、第三进料管的下端与下层浆叶平齐。
进一步地，所述进气管包括管体、喷嘴，所述管体包括竖直管段和弧形管段，所述竖直管段的下端与弧形管段的一端连接，所述弧形管段的另一端与喷嘴连接，所述喷嘴上设有多个圆形喷孔。
进一步地，所述喷孔的直径小于等于0.5mm。
进一步地，所述第一进料管、第二进料管、第三进料管的下端与下层浆叶的水平距离均为50-150mm。
进一步地，所述折叶式叶片的边角圆滑。
一种采用上述装置制备高镍正极前驱体材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)配制混合硫酸盐溶液，所述混合硫酸盐溶液中Ni、Co、Mn离子摩尔比为x:y:(100-x-y)，其中80≤x≤98，0≤y≤10，且总金属离子浓度为1-3mol/L；
(2)向含有底液的反应釜中通过进气管通入氮气作为保护气，氮气通过进气管的喷嘴喷出后形成直径小于等于1mm的气泡；
(3)将经步骤(1)得到的混合硫酸盐溶液、液碱(作为沉淀剂)和氨水(作为络合剂)分别通过第一进料管、第二进料管、第三进料管加入到反应釜中，搅拌桨转速保持在100～300rpm下进行共沉淀反应；
(4)当共沉淀反应生成的前驱体颗粒生长到粒径D50为5-10μm时，将混合硫酸盐溶液、液碱和氨水的流量增大，增大的幅度为当前流量的10～20％，此后每隔8小时按照当前流量的10～20％的幅度增大，持续进行到前驱体颗粒生长到目标粒径D50为10-20μm，停止反应，经过陈化后得到球形前驱体，并进行离心、洗涤、干燥、除磁性异物处理后，得到高镍正极前驱体材料成品。
进一步地，所述底液包括液碱和氨水，所述底液的pH为10-12，氨水浓度6-24g/L，温度为40～60℃。
进一步地，所述液碱浓度为8-12mol/L(工业液碱)，所述氨水浓度为0.5-2mol/L。
进一步地，所述步骤(2)中氮气的流量为0.1-5m3/h。
进一步地，所述步骤(3)混合硫酸盐溶液流量为200-400L/h，液碱流量为40-100L/h，氨水流量为10-40L/h。
本发明的有益技术效果，本发明通过优选的搅拌桨及搅拌、反应工艺，改善了物料在反应釜内部的整体轴向循环，以及因搅拌转速降低后的局部饱和度过高和过低问题，并尽可能的保证前驱体颗粒的生长速率一致，加强反应均一性，降低大颗粒高镍前驱体材料内部的残余应力、应变；反应釜底部通过喷嘴通入的保护气，形成毫米级的气泡，在搅拌的作用下均匀的分布在反应釜内部，可以减少大颗粒前驱体相互之间的碰撞，进一步提高反应均一性，解决大颗粒开裂等问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的搅拌桨的结构示意图。
图3为本发明的进气管的结构示意图。
图4前驱体颗粒与气体气泡碰撞示意图。
图5为对比例1制备的高镍正极前驱体材料表面形貌图。
图6实施例1制备的高镍正极前驱体材料表面形貌图。
图7实施例2制备的高镍正极前驱体材料表面形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1-3所示，一种高镍正极前驱体材料的制备装置，包括：反应釜1、搅拌装置、进气管2、第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5。
搅拌装置包括搅拌轴6、搅拌桨，搅拌轴6的下端从反应釜1的上端伸入釜内，搅拌轴6的上端连接有电机7；搅拌桨包括套装在搅拌轴6上的上层桨叶8和下层桨叶9，上层桨叶8包括折叶式叶片10以及焊接在折叶式叶片外部的圆环11，圆环的直径以及高度与折叶式叶片10适配，下层浆叶9为折叶式叶片或者圆盘式叶片；折叶式叶片的边角打磨圆滑。
进气管2从反应釜1的上端伸入釜底，并且进气管2的出气端对准下层浆叶9，具体地，进气管2包括管体12、喷嘴13，管体12包括竖直管段和弧形管段，竖直管段的下端与弧形管段的一端连接，弧形管段的另一端与喷嘴13连接，喷嘴上设有多个圆形喷孔，喷孔的直径小于等于0.5mm，喷嘴13对准下层浆叶9。
第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5均为竖直管道，均从反应釜1的上端伸入釜内，第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5均匀分布在以搅拌桨为中心的圆周上，并且，第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5的下端与搅拌桨的下层浆叶9平齐，第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5的下端与下层浆叶的水平距离均为50-150mm。
对比例1：
步骤1、将含有一定镍离子以及钴离子、锰离子的硫酸盐原料，配制成Ni：Co：Mn＝96:2:2，且总金属离子浓度为2mol/L混合盐溶液A，采用浓度范围为8mol/L的工业液碱作为沉淀剂溶液B，采用浓度范围为1mol/L的氨水作为络合剂溶液C；
步骤2、在反应釜1中配置含有一定沉淀剂溶液和络合剂溶液的底液D，并在反应釜通入氮气作为保护气，底液D的pH在11.4-11.6，氨水浓度6-8g/L，温度在45～50℃；
步骤3将混合盐溶液A、沉淀剂溶液B和络合剂溶液C按照混合盐溶液200L/h，工业液碱50L/h，氨水流量15L/h，加入到反应釜下层桨叶水平位置100mm的正三角位置，搅拌桨转速保持在160～240rpm下进行共沉淀反应，所述的搅拌桨包含上层桨叶和下层桨叶，桨叶为折叶式式搅拌桨；
步骤4、反应物料超过反应釜溢流口后，开始浓密工艺，反应持续到前驱体颗粒生长到18μm，停止反应，经过陈化后得到球形前驱体，并进行离心、洗涤、干燥、除磁性异物等处理后，得到大颗粒高镍正极前驱体成品材料。
对比例1制备的高镍正极前驱体材料表面形貌如图5所示。
实施例1
步骤1、将含有一定镍离子以及钴离子、锰离子的硫酸盐原料，配制成Ni：Co：Mn＝96:2:2，且总金属离子浓度为2mol/L混合硫酸盐溶液A，采用浓度为8mol/L的工业液碱作为沉淀剂溶液B，采用浓度为1mol/L的氨水作为络合剂溶液C；
步骤2、在反应釜1中配置含有一定沉淀剂溶液(液碱)和络合剂溶液(氨水)的底液D，并在反应釜底部通过进气管2通入直径小于等于1mm的氮气作为保护气，氮气流量为1m3/h，底液D的pH在11.4，氨水浓度9g/L，温度在45℃；
步骤3将混合盐溶液A、沉淀剂溶液B和络合剂溶液C按照混合盐溶液流量200L/h，工业液碱流量50L/h，氨水流量15L/h，分别通过第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5加入到距反应釜下层桨叶9水平距离100mm的正三角位置(即均匀分布在以下层浆叶为中心的圆周上)，搅拌桨转速保持在160rpm下进行共沉淀反应，
步骤4、反应物料超过反应釜溢流口后，开始浓密工艺，前驱体颗粒生长到9μm时，将混合盐溶液、工业液碱、氨水流量等比例增大15％至230L/h、57.5L/h、17.25L/h，此后每隔8小时，按照当前混合盐溶液、工业液碱和氨水流量等比例增大15％，一直持续进行到前驱体颗粒生长到18μm，停止反应，经过陈化后得到球形前驱体，并进行离心、洗涤、干燥、除磁性异物等处理后，得到无开裂的大颗粒高镍正极前驱体成品材料。
实施例1制备的高镍正极前驱体材料表面形貌如图6所示。
实施例2
步骤1、将含有一定镍离子以及钴离子、锰离子的硫酸盐原料，配制成Ni：Co：Mn＝90:5:5，且总金属离子浓度为3mol/L混合硫酸盐溶液A，采用浓度为12mol/L的工业液碱作为沉淀剂溶液B，采用浓度为0.5mol/L的氨水作为络合剂溶液C；
步骤2、在反应釜1中配置含有一定沉淀剂溶液和络合剂溶液的底液D，并在反应釜底部通入直径小于等于1mm的氮气作为保护气，氮气流量为2m3/h，底液D的pH在12，氨水浓度23g/L，温度在60℃；
步骤3将混合盐溶液A、沉淀剂溶液B和络合剂溶液C按照混合盐溶液流量300L/h，工业液碱流量75L/h，氨水流量22L/h，分别通过第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5加入到距离反应釜下层桨叶水平位置50mm的正三角位置，搅拌桨转速保持在120rpm下进行共沉淀反应；
步骤4、反应物料超过反应釜溢流口后，开始浓密工艺，前驱体颗粒生长到8μm时，将混合盐溶液、工业液碱、氨水流量等比例增大20％至360L/h、90L/h、26.4L/h，此后每隔8小时，按照当前混合盐溶液、工业液碱和氨水流量等比例增大20％，一直持续进行到前驱体颗粒生长到16μm，停止反应，经过陈化后得到球形前驱体，并进行离心、洗涤、干燥、除磁性异物等处理后，得到无开裂的大颗粒高镍正极前驱体成品材料。
实施例2制备的高镍正极前驱体材料表面形貌如图7所示。
实施例3
步骤1、将含有一定镍离子以及钴离子、锰离子的硫酸盐原料，配制成Ni：Co：Mn＝85:10:5，且总金属离子浓度为1mol/L混合硫酸盐溶液A，采用浓度为10mol/L的工业液碱作为沉淀剂溶液B，采用浓度为2mol/L的氨水作为络合剂溶液C；
步骤2、在反应釜1中配置含有一定沉淀剂溶液和络合剂溶液的底液D，并在反应釜底部通入直径小于等于1mm的氮气作为保护气，氮气流量为0.5m3/h，底液D的pH在10，氨水浓度15g/L，温度在50℃；
步骤3将混合盐溶液A、沉淀剂溶液B和络合剂溶液C按照混合盐溶液流量400L/h，工业液碱流量100L/h，氨水流量40L/h，分别通过第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5加入到距离反应釜下层桨叶水平位置150mm的正三角位置，搅拌桨转速保持在280rpm下进行共沉淀反应；
步骤4、反应物料超过反应釜溢流口后，开始浓密工艺，前驱体颗粒生长到6μm时，将混合盐溶液、工业液碱、氨水流量等比例增大10％至440L/h、110L/h、44L/h，此后每隔8小时，按照当前混合盐溶液、工业液碱和氨水流量等比例增大10％，一直持续进行到前驱体颗粒生长到11μm，停止反应，经过陈化后得到球形前驱体，并进行离心、洗涤、干燥、除磁性异物等处理后，得到无开裂的大颗粒高镍正极前驱体成品材料。
实施例4
步骤1、将含有一定镍离子以及钴离子、锰离子的硫酸盐原料，配制成Ni：Mn＝80:20，且总金属离子浓度为3mol/L混合硫酸盐溶液A，采用浓度为11mol/L的工业液碱作为沉淀剂溶液B，采用浓度为0.5mol/L的氨水作为络合剂溶液C；
步骤2、在反应釜1中配置含有一定沉淀剂溶液和络合剂溶液的底液D，并在反应釜底部通入直径小于等于1mm的氮气作为保护气，氮气流量为3m3/h，底液D的pH在10，氨水浓度7g/L，温度在40℃；
步骤3将混合盐溶液A、沉淀剂溶液B和络合剂溶液C按照混合盐溶液流量400L/h，工业液碱流量40L/h，氨水流量30L/h，分别通过第一进料管3、第二进料管4、第三进料管5加入到距离反应釜下层桨叶水平位置75mm的正三角位置，搅拌桨转速保持在200rpm下进行共沉淀反应；
步骤4、反应物料超过反应釜溢流口后，开始浓密工艺，前驱体颗粒生长到10μm时，将混合盐溶液、工业液碱、氨水流量等比例增大17％至468L/h、46.8L/h、35.1L/h，此后每隔8小时，按照当前混合盐溶液、工业液碱和氨水流量等比例增大17％，一直持续进行到前驱体颗粒生长到20μm，停止反应，经过陈化后得到球形前驱体，并进行离心、洗涤、干燥、除磁性异物等处理后，得到无开裂的大颗粒高镍正极前驱体成品材料。
以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高镍正极前驱体材料的制备装置，其特征在于，所述装置包括：反应釜、搅拌装置、进气管、第一进料管、第二进料管、第三进料管；所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌桨，所述搅拌轴的下端从反应釜的上端伸入釜内，所述搅拌轴的上端连接有电机；所述搅拌桨包括套装在搅拌轴上的上层桨叶和下层桨叶，所述上层桨叶包括折叶式叶片以及套装在折叶式叶片外部的圆环，所述下层浆叶为折叶式叶片或者圆盘式叶片；所述进气管从反应釜的上端伸入釜底，并且所述进气管的出气端对准下层浆叶；所述第一进料管、第二进料管、第三进料管均从反应釜的上端伸入釜内，所述第一进料管、第二进料管、第三进料管均匀分布在以搅拌桨为中心的圆周上，并且，所述第一进料管、第二进料管、第三进料管的下端与下层浆叶平齐。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进气管包括管体、喷嘴，所述管体包括竖直管段和弧形管段，所述竖直管段的下端与弧形管段的一端连接，所述弧形管段的另一端与喷嘴连接，所述喷嘴上设有多个圆形喷孔。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述喷孔的直径小于等于0.5mm。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一进料管、第二进料管、第三进料管的下端与下层浆叶的水平距离均为50-150mm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述折叶式叶片的边角圆滑。
6.一种采用如权利要求1-5任一所述装置制备高镍正极前驱体材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)配制混合硫酸盐溶液，所述混合硫酸盐溶液中Ni、Co、Mn离子摩尔比为x:y:(100-x-y)，其中80≤x≤98，0≤y≤10，且总金属离子浓度为1-3mol/L；
(2)向含有底液的反应釜中通过进气管通入氮气作为保护气，氮气通过进气管的喷嘴喷出后形成直径小于等于1mm的气泡；
(3)将经步骤(1)得到的混合硫酸盐溶液、液碱和氨水分别通过第一进料管、第二进料管、第三进料管加入到反应釜中，搅拌桨转速保持在100～300rpm下进行共沉淀反应；
(4)当共沉淀反应生成的前驱体颗粒生长到粒径D50为5-10μm时，将混合硫酸盐溶液、液碱和氨水的流量增大，增大的幅度为当前流量的10～20％，此后每隔8小时按照当前流量的10～20％的幅度增大，持续进行到前驱体颗粒生长到目标粒径D50为10-20μm，停止反应，经过陈化后得到球形前驱体，并进行离心、洗涤、干燥、除磁性异物处理后，得到高镍正极前驱体材料成品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述底液包括液碱和氨水，所述底液的pH为10-12，氨水浓度6-24g/L，温度为40～60℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述液碱浓度为8-12mol/L，所述氨水浓度为0.5-2mol/L。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氮气的流量为0.1-5m3/h。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)混合硫酸盐溶液流量为200-400L/h，液碱流量为40-100L/h，氨水流量为10-40L/h。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113277568A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-20 | 浙江中金格派锂电产业股份有限公司 | 一种高导电性钴酸锂正极材料的制备方法 |
| CN115321613A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-11-11 | 泾河新城陕煤技术研究院新能源材料有限公司 | 超高镍大粒径防开裂前驱体的制备方法 |
| CN115745020A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 万华化学(四川)有限公司 | 一种三元前驱体及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103950997A (zh) * | 2014-02-13 | 2014-07-30 | 宁波金和新材料股份有限公司 | 高电压正极材料前驱体、其制备的锂电池正极材料、及制备方法 |
| CN106058244A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-26 | 广东省稀有金属研究所 | 一种镍钴铝正极材料前驱体的制备方法及装置 |
| CN109467136A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-15 | 华友新能源科技（衢州）有限公司 | 一种改变微晶颗粒堆积方式的三元镍钴锰正极材料前驱体的制备方法 |
| CN111646521A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-11 | 格林美股份有限公司 | 一种高分散性高镍三元前驱体材料制备方法 |
| CN214261869U (zh) * | 2020-12-15 | 2021-09-24 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种高镍正极前驱体材料的制备装置 |
-
2020
- 2020-12-15 CN CN202011484357.3A patent/CN112675800A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103950997A (zh) * | 2014-02-13 | 2014-07-30 | 宁波金和新材料股份有限公司 | 高电压正极材料前驱体、其制备的锂电池正极材料、及制备方法 |
| CN106058244A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-26 | 广东省稀有金属研究所 | 一种镍钴铝正极材料前驱体的制备方法及装置 |
| CN109467136A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-15 | 华友新能源科技（衢州）有限公司 | 一种改变微晶颗粒堆积方式的三元镍钴锰正极材料前驱体的制备方法 |
| CN111646521A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-11 | 格林美股份有限公司 | 一种高分散性高镍三元前驱体材料制备方法 |
| CN214261869U (zh) * | 2020-12-15 | 2021-09-24 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种高镍正极前驱体材料的制备装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113277568A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-20 | 浙江中金格派锂电产业股份有限公司 | 一种高导电性钴酸锂正极材料的制备方法 |
| CN115321613A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-11-11 | 泾河新城陕煤技术研究院新能源材料有限公司 | 超高镍大粒径防开裂前驱体的制备方法 |
| CN115321613B (zh) * | 2022-09-13 | 2024-03-01 | 泾河新城陕煤技术研究院新能源材料有限公司 | 超高镍大粒径防开裂前驱体的制备方法 |
| CN115745020A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 万华化学(四川)有限公司 | 一种三元前驱体及其制备方法和应用 |
| CN115745020B (zh) * | 2022-11-14 | 2024-02-09 | 万华化学(四川)有限公司 | 一种三元前驱体及其制备方法和应用 |
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