CN113912140B - 制备三元前驱体的方法及反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，提供一种制备三元前驱体的方法及反应装置。该方法包括：配置摩尔浓度为1mol/L‑4mol/L的金属盐溶液；配置摩尔浓度为9mol/L‑12mol/L的沉淀剂；配置摩尔浓度为6mol/L‑9mol/L的络合剂；间歇性进行共沉淀反应，直至粒度D50达到要求。本发明提供的制备三元前驱体的方法及反应装置的有益效果是：采用间歇法，制备得到粒度分布窄的三元前驱体，解决现有的三元前驱体粒度分布宽的技术问题，窄粒度分布的三元前驱体在高温混锂烧结段能有效减少颗粒的团聚，有效地利用颗粒间的空间来提升材料的能量密度，得到能量密度高的动力电池正极材料。

Description

制备三元前驱体的方法及反应装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种制备三元前驱体的方法及反应装置。
背景技术
三元材料是以镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂为代表的多元金属复合氧化物，能够充分发挥三种金属的优势，电池能量密度较高，是动力电池主要正极材料之一，广泛应用于乘用车及货运车。
三元前驱体的粒度分布是影响烧结产物性能的一项重要指标。然而，现有的制备三元前驱体的方法制得的前驱体，粒度分布宽。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备三元前驱体的方法及反应装置，旨在解决现有的三元前驱体粒度分布宽的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种制备三元前驱体的方法，所述方法包括以下步骤：
S100：配置摩尔浓度为1mol/L-4mol/L的金属盐溶液；
S200：配置摩尔浓度为9mol/L-12mol/L的沉淀剂；
S300：配置摩尔浓度为6mol/L-9mol/L的络合剂；
S400：在反应釜内注入纯水，加热至预设温度，通氮气并搅拌，调配底液；
S500：将所述金属盐溶液、所述沉淀剂和所述络合剂注入所述反应釜内，进行共沉淀反应；
S600：满釜后，停止通氮气及搅拌，静置沉降后抽出上清液；
S700：重新通氮气并搅拌，将所述金属盐溶液、所述沉淀剂和所述络合剂注入所述反应釜内，进行共沉淀反应；
S800：重复进行步骤S600、S700，直至粒度D50达到要求。
在其中一个实施例中，所述金属盐溶液包括镍、钴、锰和铝中的两种或超过两种。
在其中一个实施例中，所述金属盐溶液中，Ni2+：Co2+：Mn2+按摩尔比x：y：(1-x-y)配置，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2，x+y＜1。
在其中一个实施例中，所述金属盐溶液中，Ni2+：Co2+：Al3+按摩尔比x：y：(1-x-y)配置，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2，x+y＜1。
在其中一个实施例中，在步骤S400中，所述调配底液包括：注入氨水，使得所述底液的摩尔浓度达到4g/L-8g/L，注入氢氧化钠溶液，使得所述底液的pH达到10-12。
在其中一个实施例中，在步骤S400中，所述调配底液包括：注入氨水，使得所述底液的摩尔浓度达到2g/L-6g/L，注入氢氧化钠溶液，使得所述底液的pH达到9-11。
在其中一个实施例中，在步骤S500和步骤S700中，所述金属盐溶液通过第一管道、所述沉淀剂通过第二管道、所述络合剂通过第三管道从所述反应釜的上方注入所述反应釜内。
在其中一个实施例中，所述第一管道的出料端设置有第一喷头，所述第二管道的出料端设置有第二喷头，所述第三管道的出料端设置有第三喷头。
在其中一个实施例中，在步骤S400中，所述反应釜内安装有内胆，所述内胆具有第一出料孔，向所述内胆中投入若干个硬质球。
在其中一个实施例中，所述预设温度为30℃-80℃。
在其中一个实施例中，所述沉淀剂为氢氧化钠溶液，所述络合剂为氨水溶液。
本发明还提供了一种采用上述任意一项所述的制备三元前驱体的方法的反应装置，包括反应釜、第一容器、第二容器、第三容器、纯水管道和氮气罐，所述反应釜安装有用于控制所述反应釜内部温度的加热器，所述第一容器用于容纳金属盐溶液，所述第二容器用于容纳沉淀剂，所述第三容器用于容纳络合剂，所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器、所述纯水管道和所述氮气罐分别向所述反应釜供应金属盐溶液、沉淀剂、络合剂、纯水和氮气。
在其中一个实施例中，所述反应装置还包括内胆、搅拌机构和硬质球，所述内胆安装于所述反应釜的内部，所述内胆的周壁具有第一出料孔，所述搅拌机构安装于所述反应釜，所述搅拌机构用于对所述内胆内的物料进行搅拌，所述硬质球活动位于所述内胆的内部。
在其中一个实施例中，所述硬质球的数量为100个至10000个之间。
在其中一个实施例中，所述硬质球为塑料体、金属体或陶瓷体；或者，所述硬质球包括内核和包裹所述内核的外壳，所述内核采用金属或陶瓷制成，所述外壳采用塑料制成。
在其中一个实施例中，所述硬质球的密度介于1.5g/cm3-2.0g/cm3之间。
在其中一个实施例中，所述硬质球的直径比所述第一出料孔的孔径大1cm-2cm。
本发明提供的制备三元前驱体的方法及反应装置的有益效果是：金属盐溶液的摩尔浓度为1mol/L-4mol/L、沉淀剂的摩尔浓度为9mol/L-12mol/L、络合剂的摩尔浓度为6mol/L-9mol/L，采用间歇法，制备得到粒度分布窄的三元前驱体，解决现有的三元前驱体粒度分布宽的技术问题，窄粒度分布的三元前驱体在高温混锂烧结段能有效减少颗粒的团聚，有效地利用颗粒间的空间来提升材料的能量密度，得到能量密度高的动力电池正极材料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的制备三元前驱体的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的三元前驱体的反应装置的结构示意图；
图3为图2中的反应釜的结构示意图；
图4为图2中的第一喷头的结构示意图；
图5为实施例二中的制备方法制得的三元前驱体的电镜图；
图6为图5中的局部放大图；
图7为实施例三中的制备方法制得的三元前驱体的电镜图；
图8为图7中的局部放大图。
其中，图中各附图标记：
Figure BDA0003332467490000041
Figure BDA0003332467490000051
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然下文中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制，相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员，应当理解，本领域技术人员能够设想出尽管没有在本说明书中明确描述或者记载、但是实现了本发明并且包含在本发明精神、原理与范围内的各种方法、组分以及含量，本说明书中引述的所有例子与条件性语言都是出于说明和教导的目的，以帮助读者理解发明人对现有技术做出贡献的原理与概念，并且应该被理解为不限于这些具体引述的例子与条件，此外，为了更清楚地说明，省略了对于已知方法、组分以及含量的详细描述，以不混淆本发明的描述，应理解，除非特别说明，此处描述的各实施方式中的特征可以互相组合。
请参考图1和图2，现对本发明实施例中的制备三元前驱体的方法进行说明。
该制备三元前驱体的方法，包括以下步骤：
S100：配置摩尔浓度为1mol/L-4mol/L的金属盐溶液。
S200：配置摩尔浓度为9mol/L-12mol/L的沉淀剂。
可选地，沉淀剂为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
S300：配置摩尔浓度为6mol/L-9mol/L的络合剂。
可选地，络合剂为氨水、氯化铵、硫酸铵或EDTA(乙二胺四乙酸)。
S400：在反应釜100内注入纯水，加热至预设温度，通氮气并搅拌，调配底液。
S500：将金属盐溶液、沉淀剂和络合剂注入反应釜100内，进行共沉淀反应。
S600：满釜后，停止通氮气及搅拌，静置沉降后抽出上清液。
S700：重新通氮气并搅拌，将金属盐溶液、沉淀剂和络合剂注入反应釜100内，进行共沉淀反应。
S800：重复进行步骤S600、S700，直至粒度D50达到要求。
本发明提供的制备三元前驱体的方法及反应装置的有益效果是：金属盐溶液的摩尔浓度为1mol/L-4mol/L、沉淀剂的摩尔浓度为9mol/L-12mol/L、络合剂的摩尔浓度为6mol/L-9mol/L，采用间歇法多次重复共沉淀反应，有效控制粒度大小和粒度分布，制备得到粒度分布窄的三元前驱体，解决现有的三元前驱体粒度分布宽的技术问题，窄粒度分布的三元前驱体在高温混锂烧结段能有效减少颗粒的团聚，有效地利用颗粒间的空间来提升材料的能量密度，得到能量密度高的动力电池正极材料。
具体地，金属盐溶液包括镍、钴、锰和铝中的两种或超过两种。其中，镍主要影响材料容量，含量越高，实际放电比容量越高。钴影响三元材料的离子导电性，钴含量越高，充放电倍率性越好，且钴具有稳定层状结构的作用。锰和铝都起稳定结构的作用，但锰易氧化，掺铝可以提高前驱体的低温性能。
比如，金属盐溶液中，Ni2+：Co2+：Mn2+按摩尔比x：y：(1-x-y)配置，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2，x+y＜1。镍离子含量的提高，有利于能量密度的提高。
再比如，金属盐溶液中，Ni2+：Co2+：Al3+按摩尔比x：y：(1-x-y)配置，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2，x+y＜1。
再比如，金属盐溶液中，Ni2+：Mn2+：Mn2+：Al3+按摩尔比x：y：(1-x-y)/2：(1-x-y)/2配置，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2，x+y＜1。
在其中一个实施例中，在步骤S400中，调配底液包括：注入氨水，使得底液的摩尔浓度达到4g/L-8g/L，注入氢氧化钠溶液，使得底液的pH达到10-12。
在另一个实施例中，在步骤S400中，调配底液包括：注入氨水，使得底液的摩尔浓度达到2g/L-6g/L，注入氢氧化钠溶液，使得底液的pH达到9-11。
具体地，结合图2，在步骤S500和步骤S700中，金属盐溶液通过第一管道220、沉淀剂通过第二管道320、络合剂通过第三管道420从反应釜100的上方注入反应釜100内。
需要说明的是，三元前驱体的制备过程中，金属盐溶液的流量、pH、铵根浓度、搅拌速度、反应温度、固含量是影响前驱体物化性能的主要因素。为此，通过调节pH来控制粒径和粒度分布，因此三元前驱体的共沉淀反应中需要对反应体系pH严加控制，即要求反应过程中反应体系的pH稳定在一个相对较窄的范围内。第一管道220、第二管道320和第三管道420易发生堵塞，但在共沉淀反应前不易被发现，尤其第二管道320的堵塞容易导致反应体系pH大范围波动，最终影响前驱体产品质量。
而本实施例中，第一管道220、第二管道320和第三管道420从反应釜100的上方注料，不易堆积沉淀颗粒，而且间歇法制备前驱体过程中采用静置沉降不会导致管道堵塞，整个共沉淀过程中反应体系能控制更稳定，pH波动小，产品粒度分布窄，产品质量稳定。
特别地，结合图2，第一管道220的出料端设置有第一喷头230，第二管道320的出料端设置有第二喷头330，第三管道420的出料端设置有第三喷头430。物料经过喷射进入反应釜100内，分散性好，可以减少因局部过饱和而引起的大量成核，分散性差容易导致严重的颗粒团聚现象，容易导致粒度分布宽，因此，有利于制得窄粒度分布的三元前驱体。
其中，如图4，第一喷头230具有多个第一喷孔231。
可选地，预设温度为30℃-80℃。
需要说明的是，温度过高，会加剧体系中氨的挥发，使体系的氨浓度降低，金属络合量降低，不利于生长，还会造成前驱体氧化；温度过低，溶积度低，使反应偏向于成核，同时离子、分子扩散速率低，减缓前驱体生长，可能造成局部爆发式成核。
具体地，结合图5，在步骤S400中，反应釜100内安装有内胆110，内胆110具有第一出料孔111，向内胆110中投入若干个硬质球113。
其中，若干个是指10个至10000个。
在步骤S800之后，上述方法还包括将物料转移至陈化槽，搅拌速度50r/min，陈化1h。随后对所得产品进行洗涤，置入120℃热风循环烘箱静置干燥18h。
实施例二
请参考图2，本发明还提供了一种采用上述任意一项的制备三元前驱体的方法的反应装置，包括反应釜100、第一容器200、第二容器300、第三容器400、纯水管道500和氮气罐600，反应釜100安装有用于控制反应釜100内部温度的加热器，第一容器200用于容纳金属盐溶液，第二容器300用于容纳沉淀剂，第三容器400用于容纳络合剂，第一容器200、第二容器300、第三容器400、纯水管道500和氮气罐600分别向反应釜100供应金属盐溶液、沉淀剂、络合剂、纯水和氮气。
本反应装置应用实施例一的任意一种制备方法，第一容器200内的金属盐溶液的摩尔浓度为1mol/L-4mol/L、第二容器300内的沉淀剂的摩尔浓度为9mol/L-12mol/L、第三容器400内的络合剂的摩尔浓度为6mol/L-9mol/L，采用间歇法多次重复共沉淀反应，有效控制粒度大小和粒度分布，制备得到粒度分布窄的三元前驱体，窄粒度分布的三元前驱体在高温混锂烧结段能有效减少颗粒的团聚，有效地利用颗粒间的空间来提升材料的能量密度，得到能量密度高的动力电池正极材料。
具体地，请参考图3，反应装置还包括内胆110、搅拌机构120和硬质球113，内胆110安装于反应釜100的内部，内胆110的周壁具有第一出料孔111，搅拌机构120安装于反应釜100，搅拌机构120用于对内胆110内的物料进行搅拌，硬质球113活动位于内胆110的内部。
本实施例中，硬质球113活动位于内胆110内，搅拌时，硬质球113在内胆110中进行运动，更好地促进了物料的均匀混合，有效地提高了物料在反应体系的分散状况，有效提升整个反应体系的固含量，使得产品的分布粒度窄，对三元前驱体的表面进行更好地修饰，还可提高三元前驱体产品的振实密度，提升产品品质。
需要说明的是，分散性差，会导致颗粒团聚，导致粒度D90、Dmax偏大，引起粒度分布变差。
本实施例中，硬质球113的数量为100个至10000个之间。硬质球113的数量可以根据内胆110的体积进行调整，如果硬质球113的数量过少，导致料液的分散效果不明显。如果硬质球113的数量过多，导致料液的运动阻力过大，生产效率下降。
可选地，硬质球113为金属体。比如，硬质球113为不锈钢体。
可选地，硬质球113为陶瓷体。
可选地，硬质球113为塑料体，硬质球113采用强度较高的塑料制成，如PTFE、UHMW-PE(ultra-high molecular weight polyethylene pipe，超高分子量聚乙烯)、PVC、PC、PA等，能够防止硬质球113与内胆110壁摩擦导致产生杂质物质，另外，硬质球113采用塑料材质加工可以很好地控制密度。
可选地，硬质球113包括内核和包裹该内核的外壳。内核采用金属或陶瓷等制成，外壳采用塑料制成。
可选地，硬质球113的表面可以是光滑的表面，也可以为粗糙的表面。其中，粗糙的表面能够增加碰撞之后的摩擦效果。
其中，硬质球113的密度要比反应浆料的密度略大，避免硬质球113漂浮在液面上面，起不到很好的分散作用以及提高反应体系固含量的作用。同时，硬质球113的密度不能太大，不然沉淀在底部，搅拌带不起来。因此，在一实施例中，硬质球113的密度介于1.5g/cm3-2.0g/cm3之间。
可选地，结合图1，硬质球113的直径大于等于第一出料孔111的孔径。硬质小球的直径要大于内胆110的孔径，防止硬质小球从不锈钢内胆110中跑出，导致在后端增大与产品分离的难度。
具体地，硬质球113的直径越大，分散效果会增加，但会减弱与前驱体颗粒的碰撞摩擦，在提高前驱体球形度方面，与前驱体颗粒的碰撞摩擦起主要作用。另外，硬质球113的直径越大，其在搅拌的带动下具有的动能就越大，会造成对内胆110的周壁的碰撞加剧，容易造成硬质球113和内胆110的磨损，因此硬质球113的直径不易太大。
经多次试验确定，硬质球113的直径比第一出料孔111的孔径大1cm-2cm。
具体地，第一出料孔111的孔径介于1cm-5cm之间。为了减少反应釜100内液体流动的阻力，第一出料孔111的孔径不能太小，故选择大于等于1cm，另一方面内胆110要保证足够的强度，第一出料孔111的孔径不能太大，故选择小于等于5cm。
在其中一个实施例中，第一出料孔111为多边形孔、圆形孔或异形孔。
在其中一个实施例中，第一出料孔111位于内胆110的侧壁和底壁。
在其中一个实施例中，结合图1，内胆110通过第一支架112固定安装于反应釜100的内部。
可选地，内胆110为不锈钢内胆110。
可选地，第一支架112为不锈钢架。
可选地，内胆110的顶部敞口。其中，反应釜100内设置有液位计，以控制反应液位不能高于内胆110的上沿。
可选地，反应釜100的底部设有第二出料孔101，第二出料孔101处安装于用于控制第二出料孔101通断的控制阀102。
可选地，反应釜100的体积≥10m3。
可选地，反应釜100的外壁还设置有保温层，保温层与反应釜100的外壁之间设置有盘管换热器。如此，通过循环一定温度的冷水和热水来维持反应釜100的稳定恒定。
可选地，氮气罐600通过第四管道610向反应釜100通氮气。
在其中一个实施例中，请参考图3，反应装置包括搅拌机构120，搅拌机构120包括驱动件121、旋转轴122和叶片123，驱动件121与旋转轴122连接，驱动件121用于驱动旋转轴122旋转，旋转轴122可转动地安装于反应釜100，旋转轴122延伸至内胆110的内部，叶片123安装于旋转轴122，叶片123位于内胆110的内部。
可选地，叶片123包括沿旋转轴122的轴向间隔分布的两组以上叶浆，每组叶浆的数量为多个且沿旋转轴122的轴线间隔分布，从而搅拌更均匀，前驱体分散性更好。
可选地，每组叶浆的数量为3个-8个。
可选地，叶浆为扇叶浆124或直叶浆125。
具体地，结合图3，叶片123包括三组叶浆，三组叶浆自上而下依次是扇叶浆124、直叶浆125和扇叶浆124。上下两层叶桨采用扇叶结构，产生轴向流，循环量大，搅拌功率小；中层采用直叶桨，产生径向流，剪切力较大，分散流体的效果好，两者结合使用前驱体的成型效果更好。
可选地，驱动件121通过减速器126与旋转轴122连接。
具体地，驱动件121为电机。
可选地，结合图3，旋转轴122通过第二支架127可转动地安装于反应釜100。
实施例三
本实施例采用实施例一中的一种具体方式制备一种D50为10.5μm，粒度分布窄(Span<0.65)的三元前驱体。其中，D50＝10.5μm属于中颗粒。该前驱体化学式为：Nix CoyMn(1-x-y)(OH)2，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2。该方法包括如下步骤：
(1)配置金属盐溶液，其中Ni2+：Co2+：Mn2+＝x：y：(1-x-y)，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2；
(2)配置摩尔浓度为9mol/L-12mol/L的氢氧化钠溶液；
(3)配置摩尔浓度为6mol/L-9mol/L的氨水溶液；
(4)反应釜100分别安装第一管道220、第二管道320和第三管道420，外端分别连接容纳金属盐溶液的第一容器200、容纳氢氧化钠溶液的第二容器300和容纳氨水溶液的第三容器400，并分别通过第一计量泵210、第二计量泵310和第三计量泵410控制流量；
(5)在反应釜100中注入适量纯水，加热至50℃-70℃，通氮气并开启搅拌，通过第三管道420加入氨水调配底液铵根浓度至4g/L-8g/L，通过第二管道320加入氢氧化钠溶液调配底液pH为10-12；
(6)底液调好后，分别通过第一计量泵210、第二计量泵310、第三计量泵410将金属盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水溶液打入反应釜100中，进行共沉淀反应；
(7)满釜后，关掉氮气、搅拌，静置沉降一段时间后抽出上清液；
(8)通氮气、开启搅拌，再分别通过第一计量泵210、第二计量泵310、第三计量泵410将金属盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水溶液打入反应釜100中，进行共沉淀反应；
(9)重复进行步骤(7)、(8)，直至粒度D50达到10.5μm左右。
结合图5和图6，制备所得的产品指标如下：
Figure BDA0003332467490000131
实施例四
本实施例采用实施例一中的一种具体方式制备一种D50为16.0μm，粒度分布窄(Span<0.7)的三元前驱体，该前驱体化学式为：Nix Coy Al(1-x-y)(OH)2，其中x＝0.8～0.9，y＝0～0.2。制备过程如下：
(1)配置金属盐溶液Ni：Co：Al＝x：y：(1-x-y)，其中，x＝0.8～0.9，y＝0～0.2；
(2)配置摩尔浓度为9mol/L-12mol/L的氢氧化钠溶液；
(3)配置摩尔浓度为6mol/L-9mol/L的氨水溶液；
(4)反应釜100分别安装第一管道220、第二管道320和第三管道420，外端分别连接容纳金属盐溶液的第一容器200、容纳氢氧化钠溶液的第二容器300和容纳氨水溶液的第三容器400，并分别通过第一计量泵210、第二计量泵310和第三计量泵410控制流量；
(5)在反应釜100中注入适量纯水，加热至40℃-60℃，通氮气并开启搅拌，加入氨水调配底液铵根浓度至2g/L-6g/L，加入氢氧化钠溶液调配底液pH为9-11；
(6)底液调好后，分别通过第一计量泵210、第二计量泵310、第三计量泵410将金属盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水溶液打入反应釜100中，进行共沉淀反应；
(7)满釜后，关掉氮气、搅拌，静置沉降一段时间后抽出上清液；
(8)通氮气、开启搅拌，再分别通过第一计量泵210、第二计量泵310、第三计量泵410将金属盐溶液、氢氧化钠溶液和氨水溶液打入反应釜100中，进行共沉淀反应；
(9)重复进行步骤(7)、(8)，直至粒度D50达到16.0μm左右。
结合图7和图8，制备所得产品的指标如下：
Figure BDA0003332467490000141
上述实施例中，D10是指一个样品的累计，粒度分布数达到10％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于(或大于)它的的颗粒占10％。
D50是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％，D50也叫中位径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。
D90：一个样品的累计粒度分布数达到90％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于(或大于)它的颗粒占90％。
上述粒度分布可采用例如激光衍射散射法等测定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种制备三元前驱体的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100：配置摩尔浓度为1mol/L-4mol/L的金属盐溶液；
其中，所述金属盐溶液中，Ni2+：Co2+：Mn2+按摩尔比x：y：（1-x-y）配置，其中x=0.8~0.9，y=0~0.2，x+y＜1；或者，所述金属盐溶液中，Ni2+：Co2+：Al3+按摩尔比x：y：（1-x-y）配置，其中x=0.8~0.9，y=0~0.2，x+y＜1；
S200：配置摩尔浓度为9mol/L-12mol/L的沉淀剂；所述沉淀剂为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；
S300：配置摩尔浓度为6mol/L-9mol/L的络合剂；所述络合剂为氨水、氯化铵、硫酸铵或乙二胺四乙酸；
S400：在反应釜内注入纯水，加热至预设温度，通氮气并搅拌，调配底液；所述反应釜内安装有内胆，所述内胆具有第一出料孔，向所述内胆中投入若干个硬质球；
S500：将所述金属盐溶液、所述沉淀剂和所述络合剂注入所述反应釜内，进行共沉淀反应；
S600：满釜后，停止通氮气及搅拌，静置沉降后抽出上清液；
S700：重新通氮气并搅拌，将所述金属盐溶液、所述沉淀剂和所述络合剂注入所述反应釜内，进行共沉淀反应；
S800：重复进行步骤S600、S700，直至粒度D50达到要求；
在步骤S500和步骤S700中，所述金属盐溶液通过第一管道、所述沉淀剂通过第二管道、所述络合剂通过第三管道从所述反应釜的上方注入所述反应釜内，所述第一管道的出料端设置有位于所述反应釜上方的第一喷头，所述第二管道的出料端设置有位于所述反应釜上方的第二喷头，所述第三管道的出料端设置有位于所述反应釜上方的第三喷头。
2.根据权利要求1所述的制备三元前驱体的方法，其特征在于，在步骤S400中，所述调配底液包括：注入氨水，使得所述底液的摩尔浓度达到4g/L-8g/L，注入氢氧化钠溶液，使得所述底液的pH达到10-12。
3.根据权利要求1所述的制备三元前驱体的方法，其特征在于，在步骤S400中，所述调配底液包括：注入氨水，使得所述底液的摩尔浓度达到2g/L-6g/L，注入氢氧化钠溶液，使得所述底液的pH达到9-11。
4.一种采用权利要求1所述的制备三元前驱体的方法的反应装置，其特征在于：包括反应釜、第一容器、第二容器、第三容器、纯水管道和氮气罐，所述反应釜安装有用于控制所述反应釜内部温度的加热器，所述第一容器用于容纳金属盐溶液，所述第二容器用于容纳沉淀剂，所述第三容器用于容纳络合剂，所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器、所述纯水管道和所述氮气罐分别向所述反应釜供应金属盐溶液、沉淀剂、络合剂、纯水和氮气；
所述第一容器通过第一管道、所述第二容器通过第二管道、所述第三容器通过第三管道从所述反应釜的上方注入所述反应釜内，所述第一管道的出料端设置有位于所述反应釜上方的第一喷头，所述第二管道的出料端设置有位于所述反应釜上方的第二喷头，所述第三管道的出料端设置有位于所述反应釜上方的第三喷头；
所述反应装置还包括内胆、搅拌机构和硬质球，所述内胆安装于所述反应釜的内部，所述内胆的周壁具有第一出料孔，所述搅拌机构安装于所述反应釜，所述搅拌机构用于对所述内胆内的物料进行搅拌，所述硬质球活动位于所述内胆的内部。
5.根据权利要求4所述的三元前驱体的反应装置，其特征在于：
所述硬质球的数量为100个至10000个之间；
所述硬质球为塑料体、金属体或陶瓷体；或者，所述硬质球包括内核和包裹所述内核的外壳，所述内核采用金属或陶瓷制成，所述外壳采用塑料制成；
所述硬质球的密度介于1.5g/cm3-2.0g/cm3之间；
所述硬质球的直径比所述第一出料孔的孔径大1cm-2cm。
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