DE112023000119T5 - Ternärer Vorläufer mit hoher Klopfdichte und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Abstract

Hierin wird ein ternärer Vorläufer mit einer hohen Klopfdichte und ein Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (1) Zugabe einer Siliciumdioxid-Emulsion in eine alkalische Substratlösung, um eine gemischte Lösung zu erhalten; (2) Zugabe einer gemischten Nickel-Kobalt-Mangan-Salzlösung, eines Fällungsmittels, eines Komplexbildners und eines Tensids; (3) Durchführung einer Fest-Flüssig-Trennung, um ein festes Material zu erhalten, und Trocknen und Zerkleinern, um ein zerkleinertes Material zu erhalten; (4) Mischen des zerkleinerten Materials mit der alkalischen Substratlösung und dem Tensid; (5) Wiederholen von Schritt (2); und (6) Durchführen einer Fest-Flüssig-Trennung, um ein festes Material zu erhalten, und Waschen und Trocknen des festen Materials, um den ternären Vorläufer mit einer hohen Klopfdichte zu erhalten. Das nach dem Verfahren hergestellte Vorläuferteilchen hat eine höhere Klopfdichte und kann eine ausgezeichnete Zyklusleistung für das positive Elektrodenmaterial bieten.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Kathodenmaterialien für Lithiumbatterien und bezieht sich insbesondere auf einen ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • HINTERGRUND
  • Seit der Kommerzialisierung von Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) hat sich der Anwendungsbereich von LIBs allmählich vom anfänglichen 3C-Elektronikbereich auf den Energiebereich ausgeweitet, und dementsprechend gibt es immer höhere Anforderungen an die Sicherheit, Energiedichte und Lebensdauer von LIBs. Im Herstellungsprozess einer Batterie bestimmt das Kathodenmaterial als eines der wichtigsten Teile der Batterie in gewissem Maße die Leistung und den Anwendungsbereich der Batterie.
  • Ternäre Kathodenmaterialien haben sich aufgrund ihrer hohen Energiedichte allmählich als Standardprodukte auf dem Markt durchgesetzt. In der Industrie wird üblicherweise das Co-Präzipitationsverfahren verwendet, um zunächst eine Nickel-Kobalt-Mangan-Hydroxid-Vorstufe herzustellen, und dann werden die Nickel-Kobalt-Mangan-Hydroxid-Vorstufe und eine Lithiumquelle gemischt und gesintert, um ein Kathodenmaterial herzustellen. Ein ternärer Vorläufer ist ein Hauptrohstoff für die Herstellung eines ternären Kathodenmaterials, und daher bestimmen die Struktur und die Leistung des ternären Vorläufers direkt die Struktur und die Leistung des ternären Kathodenmaterials. Es ist bekannt, dass ein Kathodenmaterial die morphologischen und strukturellen Eigenschaften eines Vorläufers davon erben kann, dass verschiedene Eigenschaften eines Kathodenmaterials weitgehend von den physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Vorläufers davon abhängen, und dass ein technischer Inhalt der Vorläuferpräparation 60 % oder mehr eines technischen Inhalts des gesamten ternären Materials ausmacht. Daher haben die Struktur und der Herstellungsprozess eines Vorläufers einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung eines Kathodenmaterials.
  • Gegenwärtig ist die Co-Fällungsmethode eine gängige Methode zur Herstellung eines Vorläufermaterials, bei der der Gehalt der einzelnen Komponenten genau kontrolliert und eine Vermischung der Komponenten auf atomarer Ebene erreicht werden kann. Bei dieser Methode können die Parameter des Syntheseprozesses wie Lösungskonzentration, pH-Wert, Reaktionszeit, Reaktionstemperatur und Rührgeschwindigkeit angepasst werden, um Materialien mit unterschiedlichen Partikelgrößen, Morphologien, Dichten und Kristallinitätsgraden herzustellen.
  • Das Verfahren der Co-Fällung ist derzeit das am weitesten verbreitete, und seine Industrialisierung ist relativ ausgereift. Wenn jedoch die bestehende Co-Fällungsmethode zur Herstellung eines Vorläufermaterials verwendet wird, haben die Primären Partikel aufgrund der schnellen Bildung und Agglomeration von Primären Partikel und der hohen Ausfällungsrate während der Co-Fällung im Allgemeinen eine kleine Teilchengröße und einen niedrigen Kristallinitätsgrad und sind nicht kompakt genug, so dass ein Vorläufer eine niedrige Gesamtdichte und eine niedrige Klopfdichte aufweist, was die Zyklusleistung eines anschließend durch Sintern hergestellten Kathodenmaterials beeinträchtigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Mit der vorliegenden Offenbarung soll mindestens eines der technischen Probleme des Standes der Technik gelöst werden. In Anbetracht dessen stellt die vorliegende Offenbarung einen ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte und ein Herstellungsverfahren dafür bereit. Das Herstellungsverfahren kann zu groben und kompakten Vorläuferteilchen führen, und die Vorläuferteilchen haben eine hohe Klopfdichte, die die Zyklusleistung eines Kathodenmaterials verbessern kann, das anschließend durch Sintern der Teilchen hergestellt wird.
  • Das oben genannte technische Ziel der vorliegenden Offenbarung wird durch die folgenden technischen Lösungen erreicht.
  • Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) Zugabe einer Kieselsäure-Emulsion zu einer alkalischen Basislösung unter Rühren, um eine gemischte Flüssigkeit zu erhalten;
    • (2) Zugabe einer gemischten Nickel-Kobalt-Mangan-Salzlösung, eines Fällungsmittels, eines Komplexbildners und eines Tensids zu der gemischten Flüssigkeit in Schritt (1), um eine Reaktion zu ermöglichen, bis D50 eines Materials in der gemischten Flüssigkeit 1,0 µm bis 3,0 µm erreicht;
    • (3) Trennen des Materials in Schritt (2) durch Fest-Flüssig-Trennung (SLS), um einen Feststoff zu erhalten, und Trocknen und Zerkleinern des Feststoffs, um ein zerkleinertes Material zu erhalten;
    • (4) Mischen des in Schritt (3) erhaltenen zerkleinerten Materials mit der alkalischen Basislösung und dem Tensid, um eine Mischung zu erhalten;
    • (5) Zugabe der Nickel-Kobalt-Mangan-Mischsalzlösung, des Fällungsmittels, des Komplexbildners und des Tensids zu der Mischung in Schritt (4), um eine Reaktion zu ermöglichen, bis D50 eines Materials in der Mischung 5,0 µm bis 15,0 µm erreicht; und
    • (6) Abtrennen des Materials in Schritt (5) durch SLS, um einen Feststoff zu erhalten, und Waschen und Trocknen des Feststoffs, um den ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte zu erhalten.
  • Vorzugsweise kann die Alkalilauge eine gemischte Lösung aus Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid sein, und die Alkalilauge kann einen pH-Wert von 10,0 bis 11,0 und eine Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L bis 10,0 g/L aufweisen.
  • Vorzugsweise kann die gemischte Flüssigkeit in Schritt (1) eine Kieselsäure-Massekonzentration von 1 % bis 3 % und eine Kieselsäure-Teilchengröße von 1 nm bis 100 nm aufweisen.
  • Vorzugsweise beträgt die Gesamtkonzentration an Nickel-, Kobalt- und Manganionen in der Nickel-Kobalt-Mangan-Mischsalzlösung 1,0 mol/L bis 2,5 mol/L.
  • Vorzugsweise kann das Fällungsmittel eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 4,0 mol/L bis 8,0 mol/L sein.
  • Vorzugsweise kann das Komplexierungsmittel Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 6,0 mol/L bis 12,0 mol/L sein.
  • Vorzugsweise kann das Tensid mindestens eines sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer wässrigen Alkylbenzolsulfonat (ABS)-Lösung, einer wässrigen Alkylnaphthalinsulfonat (ANS)-Lösung und einer wässrigen Alkansulfonat-Lösung besteht; und das Tensid kann eine Konzentration von 0,1 mol/L bis 2 mol/L haben.
  • Vorzugsweise kann die Kieselsäureemulsion in Schritt (1) 20 bis 30 Minuten lang mit Ultraschall dispergiert werden, bevor sie der alkalischen Basislösung zugesetzt wird.
  • Vorzugsweise kann das in Schritt (3) erhaltene zerkleinerte Material eine Partikelgröße D50 von 100 nm bis 500 nm aufweisen.
  • Vorzugsweise können in den Schritten (2) und (5) die gemischte Nickel-Kobalt-Mangan-Salzlösung, das Fällungsmittel, der Komplexbildner und das Tensid gleichzeitig zugegeben werden, wobei der pH-Wert der gemischten Flüssigkeit in Schritt (2) oder der Mischung in Schritt (5) auf 10,0 bis 11,0, die Ammoniakkonzentration auf 2,0 g/L bis 10,0 g/L und die Durchflussmenge des Tensids auf 10 % bis 100 % der Durchflussmenge der gemischten Salzlösung eingestellt wird.
  • Vorzugsweise können die Reaktionen in den Schritten (2) und (5) bei 45°C bis 65°C durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise kann ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte vorgesehen werden, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) gemäß einem molaren Verhältnis Ni:Co:Mn = 1-a-b:a:b, unter Verwendung von löslichen Salzen von Nickel, Kobalt und Mangan als Rohmaterialien, um eine gemischte Salzlösung herzustellen, in der eine Gesamtkonzentration von Nickel-, Kobalt- und Manganionen 1,0 mol/L bis 2,5 mol/L beträgt;
    • (2) Herstellung einer Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 4,0 mol/L bis 8,0 mol/L als Fällungsmittel;
    • (3) Herstellung von Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 6,0 mol/L bis 12,0 mol/L als Komplexbildner;
    • (4) Herstellen einer wässrigen Tensidlösung mit einer Konzentration von 0,1 mol/L bis 2 mol/L, wobei ein Tensid in der wässrigen Tensidlösung mindestens eines von ABS, ANS und Alkansulfonat ist;
    • (5) Zugabe einer alkalischen Basenlösung in einen Reaktor, bis ein Bodenrührer eingetaucht ist, und Beginn des Rührens, wobei die alkalische Basenlösung eine gemischte Lösung von Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid ist und die alkalische Basenlösung einen pH-Wert von 10,0 bis 11,0 und eine Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L bis 10,0 g/L aufweist;
    • (6) Ultraschalldispergierung einer Siliciumdioxid-Emulsion für 20 min bis 30 min und anschließende Zugabe zu der alkalischen Basenlösung, wobei eine resultierende alkalische Basenlösung eine Siliciumdioxid-Massekonzentration von 1 % bis 3 % und eine Siliciumdioxid-Teilchengröße von 1 nm bis 100 nm aufweist;
    • (7) gleichzeitiges Einspeisen der in Schritt (1) hergestellten Mischsalzlösung, der in Schritt (2) hergestellten Natriumhydroxidlösung, des in Schritt (3) hergestellten Ammoniumhydroxids und der in Schritt (4) hergestellten wässrigen Tensidlösung in den Reaktor, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 45°C bis 65°C, einem pH-Wert von 10.0 bis 11,0 und einer Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L bis 10,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung so gesteuert wird, dass sie 10 % bis 100 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung beträgt;
    • (8) wenn festgestellt wird, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 1,0 µm bis 3,0 µm erreicht, wird die Beschickung gestoppt;
    • (9) Abtrennen des Materials im Reaktor durch SLS, um einen Feststoff zu erhalten, Trocknen des Feststoffs und Zerkleinern des getrockneten Feststoffs mit einem Luftstrahlbrecher, um ein zerkleinertes Material mit einer Teilchengröße D50 von 100 nm bis 500 nm zu erhalten;
    • (10) Zugeben des zerkleinerten Materials in einen Reaktor, Zugeben einer Basenlösung, bis ein Bodenrührpaddel des Reaktors eingetaucht ist, und Starten des Rührens, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung aus Natriumhydroxid, Ammoniumhydroxid und dem Tensid ist und die Basenlösung einen pH-Wert von 10,0 bis 11,0, eine Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L bis 10,0 g/L und eine Tensidkonzentration von 2 mol/L aufweist;
    • (11) gleichzeitiges Einspeisen der in Schritt (1) hergestellten Mischsalzlösung, der in Schritt (2) hergestellten Natriumhydroxidlösung, des in Schritt (3) hergestellten Ammoniumhydroxids und der in Schritt (4) hergestellten wässrigen Tensidlösung in den Reaktor, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 45°C bis 65°C, einem pH-Wert von 10.0 bis 11,0 und einer Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L bis 10,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung so gesteuert wird, dass sie 10 % bis 100 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung beträgt;
    • (12) wenn festgestellt wird, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 5,0 µm bis 15,0 µm erreicht, wird die Beschickung gestoppt;
    • (13) Abtrennen des Materials im Reaktor durch SLS, um einen Feststoff zu erhalten; und
    • (14) Waschen, Trocknen, Sieben und Entmagnetisieren des Feststoffs, um den ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte zu erhalten.
  • Ein ternärer Vorläufer mit hoher Klopfdichte, der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, wird bereitgestellt.
  • Vorzugsweise kann der ternäre Vorläufer mit hoher Klopfdichte die chemische Formel Ni1-a- bCoaMnb(OH)2·xSiO2 haben, wobei 0 < a < 1 und 0 < b < 1; und der ternäre Vorläufer mit hoher Klopfdichte kann aus Sekundärteilchen bestehen, die durch Primären Partikel agglomeriert sind, wobei die Primären Partikel die Form von blockartigen Würfeln haben und eine Teilchengröße von 0.1 µm bis 5,0 µm (1,0 µm bis 3,0 µm im Herstellungsverfahren) haben und die durch Agglomeration erhaltenen Sekundärteilchen eine Teilchengröße von 5,0 µm bis 15,0 µm haben.
  • Die vorliegende Erfindung hat die folgenden vorteilhaften Effekte.
  • In der vorliegenden Erfindung wird eine Kieselsäure-Emulsion zu einer alkalischen Basislösung hinzugefügt und ein Tensid wird verwendet, um eine Co-Fällungsreaktion durchzuführen. Silica-Teilchen spielen die Rolle der sterischen Hinderung, und können die in der Reaktion erzeugten primären Teilchen effektiv isolieren und so die Agglomeration der primären Partikel verlangsamen, so dass die Primären Partikel allmählich wachsen. Das Tensid spielt eine Rolle bei der Wachstumsinduktion und kann das Wachstum der Primären Partikelkristalle fördern, so dass die Primären Partikel unter der synergetischen Kontrolle des niedrigen pH-Werts langsam mit ausgeprägter Kristallinität wachsen können. Darüber hinaus führt die wirksame Isolierung von Siliziumdioxid dazu, dass die Agglomeration im Material nicht kompakt genug ist, was der anschließenden Luftstrahlzerkleinerung förderlich ist. Nach der Luftstrahlzerkleinerung entsteht ein zerkleinertes Material, das den Primären Partikel ähnlich ist, und das zerkleinerte Material wird dann in einen Reaktor gegeben, um weiter zu wachsen, so dass Primären Partikel in Form von relativ kompakten und groben blockartigen Würfeln erhalten werden. Der hohe Kristallinitätsgrad verbessert die Klopfdichte des Materials weiter, und das sekundäre Wachstum der Teilchengröße verbessert die Zyklusleistung eines Kathodenmaterials, das anschließend durch Sintern der Teilchen hergestellt wird, weiter.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine rasterelektronenmikroskopische (REM) Aufnahme von Beispiel 1 der vorliegenden Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden anhand spezifischer Beispiele näher beschrieben.
  • Beispiel 1
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte wurde bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) Entsprechend dem molaren Verhältnis Ni:Co:Mn = 6:2:2 wurden Nickelsulfat, Kobaltsulfat und Mangansulfat als Rohstoffe zur Herstellung einer gemischten Salzlösung verwendet, in der die Gesamtkonzentration an Nickel-, Kobalt- und Manganionen 1,5 mol/L betrug;
    • (2) als Fällungsmittel wurde eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 6,0 mol/L hergestellt;
    • (3) Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 8,0 mol/L wurde als Komplexbildner hergestellt;
    • (4) eine wässrige Lösung des Tensids Natriumdodecylbenzolsulfonat (SDBS) mit einer Konzentration von 1 mol/L wurde hergestellt;
    • (5) eine Basenlösung wurde in einen Reaktor gegeben, bis ein Bodenrührer eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung von Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 10,5 und eine Ammoniakkonzentration von 6,0 g/L hatte;
    • (6) eine Kieselsäureemulsion, die 25 Minuten lang mit Ultraschall dispergiert wurde, wurde der Basislösung zugesetzt, wobei die resultierende Basislösung eine Kieselsäure-Massekonzentration von 2 % und eine Kieselsäure-Teilchengröße von 1 nm bis 100 nm aufwies;
    • (7) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 55°C, einem pH-Wert von 10,5 und einer Ammoniakkonzentration von 6 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 50% der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (8) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 2,0 µm erreicht, wurde die Beschickung eingestellt;
    • (9) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten, und der Feststoff wurde getrocknet und dann mit einem Luftstrahlbrecher zerkleinert, um ein zerkleinertes Material mit einer Teilchengröße D50 von 320 nm zu erhalten;
    • (10) das zerkleinerte Material wurde in einen Reaktor gegeben, eine Basenlösung wurde zugegeben, bis ein unteres Rührpaddel des Reaktors eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung aus Natriumhydroxid, Ammoniumhydroxid und einem Tensid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 10,5, eine Ammoniakkonzentration von 6,0 g/L und eine Tensidkonzentration von 2 mol/L hatte;
    • (11) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 55°C, einem pH-Wert von 10,5 und einer Ammoniakkonzentration von 6,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 50% der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (12) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 10,5 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (13) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten; und
    • (14) Der Feststoff wurde gewaschen, getrocknet, gesiebt und entmagnetisiert, um den ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte zu erhalten.
  • Ein ternärer Vorläufer mit hoher Klopfdichte, der durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt wurde, wurde bereitgestellt. Der ternäre Vorläufer mit hoher Klopfdichte hatte die chemische Formel Ni0.6 Co Mn0.20.2 (OH)2 -xSiO2 und bestand aus Sekundärteilchen, die durch Primären Partikel agglomeriert waren, wobei die Primären Partikel die Form von blockigen Würfeln hatten und eine Teilchengröße von 0,1 µm bis 5,0 µm aufwiesen und die agglomerierten Sekundärteilchen eine Teilchengröße von 10,5 µm hatten. Eine REM-Aufnahme des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte ist in dargestellt.
  • Beispiel 2
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte wurde bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) Gemäß einem molaren Verhältnis Ni:Co:Mn = 8:1:1 wurden Nickelchlorid, Kobaltchlorid und Manganchlorid als Rohstoffe verwendet, um eine gemischte Salzlösung herzustellen, in der die Gesamtkonzentration an Nickel-, Kobalt- und Manganionen 1,0 mol/L betrug;
    • (2) als Fällungsmittel wurde eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 4,0 mol/L hergestellt;
    • (3) Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 6,0 mol/L wurde als Komplexbildner hergestellt;
    • (4) eine wässrige Lösung des Tensids Natriumdodecylnaphthalinsulfonat (SDNS) mit einer Konzentration von 0,1 mol/L wurde hergestellt;
    • (5) eine Basenlösung wurde in einen Reaktor gegeben, bis ein Bodenrührer eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung von Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 10,0 und eine Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L hatte;
    • (6) eine Kieselsäureemulsion, die 20 Minuten lang mit Ultraschall dispergiert wurde, wurde der Basislösung zugesetzt, wobei die resultierende Basislösung eine Kieselsäure-Massekonzentration von 1 % und eine Kieselsäure-Teilchengröße von 1 nm bis 100 nm aufwies;
    • (7) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 45°C, einem pH-Wert von 10,0 und einer Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 10 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (8) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 1,0 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (9) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten, und der Feststoff wurde getrocknet und dann mit einem Luftstrahlbrecher zerkleinert, um ein zerkleinertes Material mit einer Teilchengröße D50 von 135 nm zu erhalten;
    • (10) das zerkleinerte Material wurde in einen Reaktor gegeben, eine Basenlösung wurde zugegeben, bis ein unteres Rührpaddel des Reaktors eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung aus Natriumhydroxid, Ammoniumhydroxid und einem Tensid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 10,0, eine Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L und eine Tensidkonzentration von 2 mol/L hatte;
    • (11) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 45°C, einem pH-Wert von 10,0 und einer Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 10 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (12) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 5,0 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (13) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten; und
    • (14) Der Feststoff wurde gewaschen, getrocknet, gesiebt und entmagnetisiert, um den ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte zu erhalten.
  • Ein ternärer Vorläufer mit hoher Klopfdichte, der durch die oben beschriebene Methode hergestellt wurde, wurde bereitgestellt. Der ternäre Vorläufer mit hoher Klopfdichte hatte die chemische Formel Ni0.8 Co Mn0.10.1 (OH)2 -xSiO2 und bestand aus Sekundärteilchen, die durch Primären Partikel agglomeriert waren, wobei die Primären Partikel die Form von blockigen Würfeln hatten und eine Teilchengröße von 0,1 µm bis 5,0 µm aufwiesen und die agglomerierten Sekundärteilchen eine Teilchengröße von 5,0 µm hatten.
  • Beispiel 3
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte wurde bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) Entsprechend dem molaren Verhältnis Ni:Co:Mn = 5:2:3 wurden Nickelnitrat, Kobaltnitrat und Mangannitrat als Rohstoffe verwendet, um eine gemischte Salzlösung herzustellen, in der die Gesamtkonzentration an Nickel-, Kobalt- und Manganionen 2,5 mol/L betrug;
    • (2) als Fällungsmittel wurde eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 8,0 mol/L hergestellt;
    • (3) Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 12,0 mol/L wurde als Komplexbildner hergestellt;
    • (4) Eine wässrige Natriumdodecylsulfat (SDS)-Tensidlösung mit einer Konzentration von 2 mol/L wurde hergestellt;
    • (5) eine Basenlösung wurde in einen Reaktor gegeben, bis ein Bodenrührer eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung von Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 11,0 und eine Ammoniakkonzentration von 10,0 g/L hatte;
    • (6) eine Kieselsäureemulsion, die 30 Minuten lang mit Ultraschall dispergiert wurde, wurde der Basislösung zugesetzt, wobei die resultierende Basislösung eine Kieselsäure-Massekonzentration von 3 % und eine Kieselsäure-Teilchengröße von 1 nm bis 100 nm aufwies;
    • (7) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 65°C, einem pH-Wert von 11,0 und einer Ammoniakkonzentration von 10,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 100 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (8) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 3,0 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (9) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten, und der Feststoff wurde getrocknet und dann mit einem Luftstrahlbrecher zerkleinert, um ein zerkleinertes Material mit einer Teilchengröße D50 von 470 nm zu erhalten;
    • (10) das zerkleinerte Material wurde in einen Reaktor gegeben, eine Basenlösung wurde zugegeben, bis ein unteres Rührpaddel des Reaktors eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung aus Natriumhydroxid, Ammoniumhydroxid und einem Tensid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 11,0, eine Ammoniakkonzentration von 10,0 g/L und eine Tensidkonzentration von 2 mol/L hatte;
    • (11) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 65°C, einem pH-Wert von 11,0 und einer Ammoniakkonzentration von 10,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 100 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (12) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 15,0 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (13) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten; und
    • (14) Der Feststoff wurde gewaschen, getrocknet, gesiebt und entmagnetisiert, um den ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte zu erhalten.
  • Ein ternärer Vorläufer mit hoher Klopfdichte, der durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt wurde, wurde bereitgestellt. Der ternäre Vorläufer mit hoher Klopfdichte hatte die chemische Formel Ni0.5 Co Mn0.20.3 (OH)2 -xSiO2 und bestand aus Sekundärteilchen, die durch Primären Partikel agglomeriert waren, wobei die Primären Partikel die Form von blockigen Würfeln hatten und eine Teilchengröße von 0,1 µm bis 5,0 µm aufwiesen und die agglomerierten Sekundärteilchen eine Teilchengröße von 15,0 µm hatten.
  • Vergleichendes Beispiel 1
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers wurde bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) Entsprechend dem molaren Verhältnis Ni:Co:Mn = 6:2:2 wurden Nickelsulfat, Kobaltsulfat und Mangansulfat als Rohstoffe zur Herstellung einer gemischten Salzlösung verwendet, in der die Gesamtkonzentration an Nickel-, Kobalt- und Manganionen 1,5 mol/L betrug;
    • (2) als Fällungsmittel wurde eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 6,0 mol/L hergestellt;
    • (3) Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 8,0 mol/L wurde als Komplexbildner hergestellt;
    • (4) eine wässrige SDBS-Tensidlösung mit einer Konzentration von 1 mol/L wurde hergestellt;
    • (5) eine Basenlösung wurde in einen Reaktor gegeben, bis ein Bodenrührer eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung von Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 10,5 und eine Ammoniakkonzentration von 6,0 g/L hatte;
    • (6) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 55°C, einem pH-Wert von 10,5 und einer Ammoniakkonzentration von 6 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 50% der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (7) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 10,5 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (8) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten; und
    • (9) Der Feststoff wurde gewaschen, getrocknet, gesiebt und entmagnetisiert, um die ternäre Vorstufe zu erhalten.
  • Ein ternärer Vorläufer, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, wurde bereitgestellt. Der ternäre Vorläufer hatte die chemische Formel Ni0.6 Co Mn0.20.2 (OH)2 und bestand aus Sekundärteilchen, die durch Primären Partikel agglomeriert wurden, wobei die Sekundärteilchen eine Teilchengröße von 10,5 µm hatten.
  • Vergleichendes Beispiel 2
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte wurde bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) Gemäß einem molaren Verhältnis Ni:Co:Mn = 8:1:1 wurden Nickelchlorid, Kobaltchlorid und Manganchlorid als Rohstoffe verwendet, um eine gemischte Salzlösung herzustellen, in der die Gesamtkonzentration an Nickel-, Kobalt- und Manganionen 1,0 mol/L betrug;
    • (2) als Fällungsmittel wurde eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 4,0 mol/L hergestellt;
    • (3) Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 6,0 mol/L wurde als Komplexbildner hergestellt;
    • (4) eine wässrige SDNS-Tensidlösung mit einer Konzentration von 0,1 mol/L wurde hergestellt;
    • (5) eine Basenlösung wurde in einen Reaktor gegeben, bis ein Bodenrührer eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung von Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 10,0 und eine Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L hatte;
    • (6) die in Schritt (1) hergestellte gemischte Salzlösung, die in Schritt (2) hergestellte Natriumhydroxidlösung, das in Schritt (3) hergestellte Ammoniumhydroxid und die in Schritt (4) hergestellte wässrige Tensidlösung wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 45°C, einem pH-Wert von 10,0 und einer Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 10 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (7) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 5,0 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (8) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten; und
    • (9) Der Feststoff wurde gewaschen, getrocknet, gesiebt und entmagnetisiert, um die ternäre Vorstufe zu erhalten.
  • Ein ternärer Vorläufer, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, wurde bereitgestellt. Der ternäre Vorläufer hatte die chemische Formel Ni0.8 Co Mn0.10.1 (OH)2 und bestand aus sekundären Teilchen, die durch primäre Teilchen agglomeriert wurden, wobei die sekundären Teilchen eine Teilchengröße von 5,0 µm hatten.
  • Vergleichendes Beispiel 3
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers wurde bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
    • (1) Entsprechend dem molaren Verhältnis Ni:Co:Mn = 5:2:3 wurden Nickelnitrat, Kobaltnitrat und Mangannitrat als Rohstoffe verwendet, um eine gemischte Salzlösung herzustellen, in der die Gesamtkonzentration an Nickel-, Kobalt- und Manganionen 2,5 mol/L betrug;
    • (2) als Fällungsmittel wurde eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 8,0 mol/L hergestellt;
    • (3) Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 12,0 mol/L wurde als Komplexbildner hergestellt;
    • (4) Eine wässrige SDS-Tensidlösung mit einer Konzentration von 2 mol/L wurde hergestellt;
    • (5) eine Basenlösung wurde in einen Reaktor gegeben, bis ein Bodenrührer eingetaucht war, und das Rühren wurde gestartet, wobei die Basenlösung eine gemischte Lösung von Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid war und die Basenlösung einen pH-Wert von 11,0 und eine Ammoniakkonzentration von 10,0 g/L hatte;
    • (6) die gemischte Salzlösung, die in Schritt (1) hergestellt wurde, die Natriumhydroxidlösung, die in Schritt (2) hergestellt wurde, das Ammoniumhydroxid, das in Schritt (3) hergestellt wurde, und die wässrige Tensidlösung, die in Schritt (4) hergestellt wurde, wurden gleichzeitig in den Reaktor eingespeist, um eine Reaktion bei einer Temperatur von 65°C, einem pH-Wert von 11,0 und einer Ammoniakkonzentration von 10,0 g/L zu ermöglichen, wobei die Durchflussrate der wässrigen Tensidlösung auf 100 % der Durchflussrate der gemischten Salzlösung eingestellt wurde;
    • (7) Wenn festgestellt wurde, dass der D50-Wert eines Materials im Reaktor 15,0 µm erreicht, wurde die Beschickung gestoppt;
    • (8) das Material im Reaktor wurde durch SLS abgetrennt, um einen Feststoff zu erhalten; und
    • (9) Der Feststoff wurde gewaschen, getrocknet, gesiebt und entmagnetisiert, um die ternäre Vorstufe zu erhalten.
  • Ein ternärer Vorläufer, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, wurde bereitgestellt. Der ternäre Vorläufer hatte die chemische Formel Ni0.5 Co Mn0.20.3 (OH)2 und bestand aus Sekundärteilchen, die durch Primären Partikel agglomeriert wurden, wobei die Sekundärteilchen eine Teilchengröße von 15,0 µm hatten.
  • Test Beispiel
  • Gemäß „GBIT 5162 Determination of Tap Density of Metal Powder“ (Bestimmung der Klopfdichte von Metallpulver) wurde die Klopfdichte jedes ternären Vorläufers der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 bestimmt, und die Bestimmungsergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Ergebnisse der Bestimmung der Klopfdichte von ternären Vorläufern
    Klopfdichte (g/cm)3
    Beispiel 1 2.13
    Beispiel 2 1.73
    Beispiel 3 2.23
    Vergleichendes Beispiel 1 2.01
    Vergleichendes Beispiel 2 1.67
    Vergleichendes Beispiel 3 2.11
  • Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass der ternäre Vorläufer, der nach dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde, eine Klopfdichte von 1,73 g/cm3 oder höher aufweist, die 2,23 g/cm3 erreichen kann. Darüber hinaus ist aus dem Vergleich zwischen Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1, dem Vergleich zwischen Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 und dem Vergleich zwischen Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3 ersichtlich, dass die Klopfdichte des schließlich hergestellten ternären Vorläufers erheblich abnimmt, wenn die Kieselsäure-Emulsion nicht während der Herstellung des ternären Vorläufers zugesetzt wird.
  • Die in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen ternären Vorstufen wurden jeweils gründlich mit Lithiumcarbonat gemischt, wobei das molare Verhältnis von Lithium zu Nickel, Kobalt und Mangan insgesamt 1,08:1 betrug, und das resultierende Gemisch wurde dann 12 Stunden lang bei 850 °C in einer Sauerstoffatmosphäre kalziniert, um ein entsprechendes Kathodenmaterial zu erhalten.
  • Die in Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen ternären Vorstufen wurden jeweils gründlich mit Lithiumhydroxid gemischt, wobei das molare Verhältnis von Lithium zu Nickel, Kobalt und Mangan insgesamt 1,08:1 betrug, und das resultierende Gemisch wurde dann bei 800°C für 12 Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre kalziniert, um ein entsprechendes Kathodenmaterial zu erhalten.
  • Die in Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen ternären Vorstufen wurden jeweils gründlich mit Lithiumcarbonat gemischt, wobei das molare Verhältnis von Lithium zu Nickel, Kobalt und Mangan insgesamt 1,08:1 betrug, und die resultierende Mischung wurde dann 12 Stunden lang bei 900 °C in einer Sauerstoffatmosphäre kalziniert, um ein entsprechendes Kathodenmaterial zu erhalten.
  • Das oben erhaltene Kathodenmaterial wurde für den Zusammenbau einer Knopfbatterie verwendet, und die Batterie wurde einem elektrochemischen Leistungstest unterzogen. Im Einzelnen wurden N-Methylpyrrolidon (NMP) als Lösungsmittel, ein aktives Kathodenmaterial, Acetylenschwarz und Polyvinylidenfluorid (PVDF) in einem Massenverhältnis von 8:1 gründlich gemischt: 1 gründlich gemischt, auf eine Aluminiumfolie aufgetragen, 8 Stunden lang bei 80°C geblasen und dann 12 Stunden lang bei 120°C vakuumgetrocknet; und eine Batterie wurde in einer argongeschützten Handschuhbox zusammengebaut, mit einer Lithiumplatte als negative Elektrode, einer Polypropylen (PP) Membran als Separator und 1 M LiPF6-EC/DMC (1:1, v/v) als Elektrolyt. Der Test wurde bei einer Stromdichte von 1 C = 160 mA/g und einer Lade-/Entladeschlussspannung von 2,7 V bis 4,3 V durchgeführt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Ergebnisse der elektrochemischen Leistungsprüfung von Batterien
    Entladekapazität bei 0,1 C, mAh/g Spezifische Entladekapazität nach 100 Zyklen, mAh/g Zyklusretention
    Beispiel 1 184 173 94.0%
    Beispiel 2 208 190 91.3%
    Beispiel 3 173 167 96.5%
    Vergleichendes Beispiel 1 178 159 89.3%
    Vergleichendes Beispiel 2 202 178 88.1%
    Vergleichendes Beispiel 3 164 153 93.3%
  • Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass eine Batterie, die aus einem Kathodenmaterial zusammengesetzt ist, das aus dem ternären Vorläufer hergestellt wurde, der durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde, eine Entladungskapazität von 173 mAh/g oder höher bei 0,1 C (die 208 mAh/g erreichen kann), eine spezifische Entladungskapazität von 167 mAh/g oder höher nach 100 Zyklen (die 190 mAh/g erreichen kann) und eine Zyklusretention von 91,3 % oder höher (die 96,5 % erreichen kann) aufweist. Darüber hinaus ist aus dem Vergleich zwischen Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1, dem Vergleich zwischen Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 und dem Vergleich zwischen Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3 ersichtlich, dass die Leistung der endgültigen Batterie abnimmt, wenn die Kieselsäureemulsion während der Herstellung des ternären Vorläufers nicht hinzugefügt wird.
  • Die oben genannten Beispiele sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Allerdings sind die Implementierungen der vorliegenden Offenbarung nicht durch die oben genannten Beispiele begrenzt. Jede Änderung, Modifikation, Substitution, Kombination und Vereinfachung, die vorgenommen wird, ohne von der geistigen Essenz und dem Prinzip der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, sollte ein gleichwertiger Ersatz sein, und alle sind im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung enthalten.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte, umfassend die folgenden Schritte: (1) Zugabe einer Kieselsäure-Emulsion zu einer alkalischen Basislösung unter Rühren, um eine gemischte Flüssigkeit zu erhalten; (2) Zugabe einer Nickel-Kobalt-Mangan-Mischsalzlösung, eines Fällungsmittels, eines Komplexbildners und eines Tensids zu der gemischten Flüssigkeit in Schritt (1), um eine Reaktion zu ermöglichen, bis D50 eines Materials in der gemischten Flüssigkeit 1,0 µm bis 3,0 µm erreicht; (3) Trennen des Materials in Schritt (2) durch Fest-Flüssig-Trennung, um einen Feststoff zu erhalten, und Trocknen und Zerkleinern des Feststoffs, um ein zerkleinertes Material zu erhalten; (4) Mischen des in Schritt (3) erhaltenen zerkleinerten Materials mit der alkalischen Basislösung und dem Tensid, um eine Mischung zu erhalten; (5) Zugabe der Nickel-Kobalt-Mangan-Mischsalzlösung, des Fällungsmittels, des Komplexbildners und des Tensids zu der Mischung in Schritt (4), um eine Reaktion zu ermöglichen, bis D50 eines Materials in der Mischung 5,0 µm bis 15,0 µm erreicht; und (6) Trennen des Materials in Schritt (5) durch Fest-Flüssig-Trennung, um einen Feststoff zu erhalten, und Waschen und Trocknen des Feststoffs, um den ternären Vorläufer mit hoher Klopfdichte zu erhalten.
  2. Verfahren zur Herstellung des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte nach Anspruch 1, , wobei die alkalische Basenlösung eine gemischte Lösung aus Natriumhydroxid und Ammoniumhydroxid ist; und die alkalische Basenlösung einen pH-Wert von 10,0 bis 11,0 und eine Ammoniakkonzentration von 2,0 g/L bis 10,0 g/L aufweist.
  3. Verfahren zur Herstellung des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte gemäß Anspruch 1, wobei in Schritt (1) die gemischte Flüssigkeit eine Siliciumdioxid-Massekonzentration von 1 % bis 3 % und eine Siliciumdioxid-Teilchengröße von 1 nm bis 100 nm aufweist.
  4. Verfahren zur Herstellung des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte nach Anspruch 1, wobei die Gesamtkonzentration von Nickel-, Kobalt- und Manganionen in der Nickel-Kobalt-Mangan-Mischsalzlösung 1,0 mol/L bis 2,5 mol/L beträgt.
  5. Verfahren zur Herstellung des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte nach Anspruch 1, wobei das Fällungsmittel eine Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 4,0 mol/L bis 8,0 mol/L ist.
  6. Verfahren zur Herstellung des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte nach Anspruch 1, wobei das Komplexierungsmittel Ammoniumhydroxid mit einer Konzentration von 6,0 mol/L bis 12,0 mol/L ist.
  7. Verfahren zur Herstellung des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte nach Anspruch 1, wobei das Tensid mindestens eines ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer wässrigen Alkylbenzolsulfonatlösung, einer wässrigen Alkylnaphthalinsulfonatlösung und einer wässrigen Alkansulfonatlösung besteht; und das Tensid eine Konzentration von 0,1 mol/L bis 2 mol/L hat.
  8. Verfahren zur Herstellung des ternären Vorläufers mit hoher Klopfdichte nach Anspruch 1, wobei das in Schritt (3) erhaltene zerkleinerte Material eine Teilchengröße D50 von 100 nm bis 500 nm aufweist.
  9. Ternärer Vorläufer mit hoher Klopfdichte, hergestellt nach dem Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Ternäre Vorstufe mit hoher Klopfdichte nach Anspruch 9, wobei die ternäre Vorstufe mit hoher Klopfdichte die chemische Formel Ni1-a-b CoaMnb(OH)2*xSiO2 aufweist, wobei 0 < a < 1 und 0 < b < 1; und der ternäre Vorläufer mit hoher Klopfdichte aus sekundären Teilchen besteht, die durch primäre Teilchen agglomeriert sind, wobei die primären Teilchen die Form von blockartigen Würfeln haben und eine Teilchengröße von 0.1 µm bis 5,0 µm haben und die durch Agglomeration erhaltenen Sekundärteilchen eine Teilchengröße von 5,0 µm bis 15,0 µm haben.
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