KR20220158684A - Method for producing nickel-containing hydroxide - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충전밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 입자 균열이 방지된 니켈함유 수산화물을 간단하고 쉽게 제조하는 방법을 제공한다.
니켈을 포함하는 금속함유 수용액, 착화제를 포함하는 수용액, 알칼리성 수용액을, 반응조에 연속적으로 공급하고 결정화 반응시켜, 니켈함유 수산화물을 얻는 반응 공정과, 상기 반응조로부터 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 연속적으로 추출하는 슬러리 추출 공정과, 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 분급장치에 연속적으로 공급하여, 제1입자부와 상기 제1입자부 보다 평균 입경이 작은 제2입자부로 분급하는 분급 공정과, 상기 제2입자부를 상기 반응조에 연속적으로 되돌리는 제2입자부 환류 공정을 포함하고, 상기 반응조의 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하의 범위로 조정하는, 니켈함유 수산화물의 제조방법.The present invention provides a simple and easy method for producing a nickel-containing hydroxide capable of improving packing density and preventing particle cracking.
A reaction step of continuously supplying a metal-containing aqueous solution containing nickel, an aqueous solution containing a complexing agent, and an alkaline aqueous solution to a reaction tank to crystallize them to obtain a nickel-containing hydroxide, and a slurry containing the nickel-containing hydroxide from the reaction tank A slurry extraction step of continuously extracting, and a classification step of continuously supplying the slurry containing the nickel-containing hydroxide to a classifier and classifying it into a first particle portion and a second particle portion having a smaller average particle diameter than the first particle portion; , A second particle portion reflux step of continuously returning the second particle portion to the reaction tank, and adjusting the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank to a range of 50 g / L or more and 280 g / L or less, Method for producing nickel-containing hydroxide.
Description
본 발명은, 니켈함유 수산화물의 제조방법으로, 특히, 니켈함유 수산화물을 이차전지 양극활물질의 전구체로 사용한 경우에, 양극활물질의 입자 균열을 방지할 수 있고, 양극활물질을 고밀도로 탑재할 수 있는 니켈함유 수산화물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a method for producing a nickel-containing hydroxide, in particular, when the nickel-containing hydroxide is used as a precursor for a secondary battery cathode active material, nickel that can prevent particle cracking of the cathode active material and mount the cathode active material at a high density. It relates to a method for producing the containing hydroxide.
최근, 환경 부하의 저감측면에서, 휴대기기나 동력원으로서 전기를 사용 또는 병용하는 차량 등, 광범위한 분야에서 이차전지가 사용되고 있다. 이차전지로는, 예를 들면 리튬이온 이차전지 등의 비수전해질을 이용한 이차전지가 있다. 리튬이온 이차전지 등의 비수전해질을 이용한 이차전지는 소형화, 경량화에 적합하고, 높은 사이클 특성 및 높은 방전율 특성과 같은 우수한 특성을 가지고 있다.In recent years, from the viewpoint of reducing the environmental load, secondary batteries have been used in a wide range of fields, such as portable devices and vehicles that use or use electricity as a power source. Examples of secondary batteries include secondary batteries using non-aqueous electrolytes such as lithium ion secondary batteries. Secondary batteries using non-aqueous electrolytes such as lithium ion secondary batteries are suitable for miniaturization and weight reduction, and have excellent characteristics such as high cycle characteristics and high discharge rate characteristics.
또한, 사이클 특성 및 방전율 특성을 더욱 향상시키기 위해서는, 양극에 탑재하는 양극활물질의 충전밀도의 향상이 요구되고 있다. 그러므로, 리튬 원료, 망간 원료, 마그네슘 원료, 알루미늄 원료 및 붕소 화합물을 함유하는 원료를 혼합하는 원료 혼합공정과, 혼합한 원료를 습식분쇄한 후, 스프레이 드라이어로 조립(造粒)하고, 760℃∼870℃ 0.5시간∼30시간동안 소성하는 공정과, 소성 후에 분쇄하여 평균 입경 1㎛~75㎛의 범위로 분급하는 공정과, 얻어진 분체를 자석과 접촉시켜 자착물을 제거하는 자력 선별공정을 포함하는 리튬 전지용 양극활물질 재료의 제조방법이 제안되어 있다(특허문헌 1).In addition, in order to further improve cycle characteristics and discharge rate characteristics, improvement in the charge density of the positive electrode active material mounted on the positive electrode is required. Therefore, a raw material mixing step of mixing a lithium raw material, a manganese raw material, a magnesium raw material, an aluminum raw material, and a raw material containing a boron compound, and after wet grinding the mixed raw materials, granulating with a spray dryer, A step of firing at 870 ° C. for 0.5 to 30 hours, a step of pulverizing after firing and classifying into an average particle diameter of 1 μm to 75 μm, and a magnetic separation step of removing magnetism by contacting the obtained powder with a magnet. A method for producing a cathode active material for a lithium battery has been proposed (Patent Document 1).
특허문헌 1에서는, 원료인 미립자의 소결이 촉진되어, 치밀한 양극활물질 재료가 됨으로써, 양극활물질을 양극에 탑재할 때의 충전밀도를 향상시킨다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 원료의 분쇄, 조립, 소성 후의 분쇄, 분급으로 제조 공정이 번잡한 문제가 있었다.In Patent Literature 1, sintering of fine particles as a raw material is promoted to make a dense positive electrode active material, thereby improving the packing density when the positive electrode active material is mounted on the positive electrode. However, in Patent Literature 1, there was a problem that the manufacturing process was complicated by pulverization and classification after pulverization, granulation and firing of raw materials.
한편, 높은 사이클 특성과 높은 방전율 특성을 얻기 위해서는, 양극활물질의 충전밀도를 향상시킬 뿐만 아니라, 양극활물질의 입자 균열을 방지하는 것도 필요하다. 분쇄한 원료를 조립함으로써 양극활물질을 제조하는 특허문헌 1에서는, 양극활물질의 입자 균열 방지에 개선의 여지가 있었다.Meanwhile, in order to obtain high cycle characteristics and high discharge rate characteristics, it is necessary not only to improve the packing density of the positive electrode active material, but also to prevent particle cracking of the positive electrode active material. In Patent Document 1 in which a positive electrode active material is produced by granulating pulverized raw materials, there is room for improvement in preventing particle cracking of the positive electrode active material.
[선행기술문헌][Prior art literature]
[특허문헌][Patent Literature]
[특허문헌 1] 일본특허공개 2011-082188호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-082188
상기 사정을 고려하여, 본 발명은 충전밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 입자 균열이 방지된 니켈함유 수산화물을 간단하고 쉽게 제조하는 방법의 제공을 목적으로 한다. 충전밀도가 향상되고, 입자 균열도 방지된 니켈함유 수산화물을 양극활물질의 전구체로 사용함으로써, 충전밀도가 향상되고, 입자 균열도 방지된 양극활물질을 얻을 수 있다.In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for simply and easily producing a nickel-containing hydroxide capable of improving packing density and preventing particle cracking. A positive electrode active material having an improved packing density and preventing particle cracking can be obtained by using a nickel-containing hydroxide having an improved packing density and preventing particle cracking as a precursor of the positive electrode active material.
본 발명에서는, 결정화 반응을 수행하는 반응조로부터 꺼낸 니켈함유 수산화물을, 제품으로서 사용하는 제1입자부와 제1입자부보다 평균 입자 직경이 작은 제2입자부로 분급한다. 분급한 제2입자부에 대해서는 반응조로 되돌려 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 소정의 범위로 조정한다. 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 소정의 범위로 조정함으로써, 충전밀도가 향상되고, 입자 균열도 방지된 니켈함유 수산화물이 제조된다.In the present invention, the nickel-containing hydroxide taken out of the reaction tank in which the crystallization reaction is performed is classified into a first particle portion used as a product and a second particle portion having a smaller average particle diameter than the first particle portion. The classified second particle portion is returned to the reaction tank, and the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank is adjusted to a predetermined range. By adjusting the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank to a predetermined range, the packing density is improved and the nickel-containing hydroxide in which particle cracking is prevented is produced.
본 발명의 구성의 요지는 다음과 같다.The gist of the configuration of the present invention is as follows.
[1] 니켈을 포함하는 금속 함유 수용액, 착화제를 포함하는 수용액, 알칼리성 수용액을, 반응조에 연속적으로 공급하여 결정화 반응시켜, 니켈함유 수산화물을 얻는 반응공정과[1] A reaction step of obtaining a nickel-containing hydroxide by continuously supplying a metal-containing aqueous solution containing nickel, an aqueous solution containing a complexing agent, and an alkaline aqueous solution to a reaction tank for a crystallization reaction;
상기 반응조로부터 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 연속적으로 추출하는 슬러리 추출 공정과,A slurry extraction step of continuously extracting the slurry containing the nickel-containing hydroxide from the reaction tank;
상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 분급 장치에 연속적으로 공급하여, 제1입자부와 상기 제1입자부보다 평균 입자 직경이 작은 제2입자부로 분급하는 분급 공정과,A classification step of continuously supplying the slurry containing the nickel-containing hydroxide to a classifier and classifying it into a first particle portion and a second particle portion having a smaller average particle diameter than the first particle portion;
상기 제2입자부를 상기 반응조로 연속적으로 되돌리는 제2입자부 환류 공정을 포함하고,A second particle portion reflux step of continuously returning the second particle portion to the reaction tank;
상기 반응조의 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를, 50g/L 이상 280g/L 이하의 범위로 조정하는, 니켈함유 수산화물의 제조방법.A method for producing a nickel-containing hydroxide, wherein the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank is adjusted to a range of 50 g / L or more and 280 g / L or less.
[2] 상기 분급 공정에 있어서의 상기 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)과 상기 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 합계에 대한 상기 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 비율 A가 0.10 이상 0.33 이하인 [1]에 기재된 제조방법.[2] Constituting the first particle portion relative to the sum of the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion and the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the second particle portion in the classification step. The production method according to [1], wherein the ratio A of the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide is 0.10 or more and 0.33 or less.
[3] 상기 비율 A와, 상기 분급 장치에 공급되는 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리의 유량 B(L/min)와, 상기 반응조의 용적 C(㎥)가, 하기 식[3] The ratio A, the flow rate B (L / min) of the slurry containing the nickel-containing hydroxide supplied to the classifier, and the volume C (m 3) of the reaction tank are expressed by the following formula
0.70≤ (A×B)/C ≤3.500.70≤(A×B)/C≤3.50
의 관계를 만족하는 [2]에 기재된 제조방법.The manufacturing method described in [2] that satisfies the relationship of
[4] 상기 분급 장치가 원심력을 이용한 습식 분급 장치인 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 제조방법.[4] The manufacturing method according to any one of [1] to [3], wherein the classifier is a wet classifier using centrifugal force.
[5] 상기 니켈함유 수산화물이 Ni1-x-yCoxMyOz(OH)2-α(0≤x≤0.45, 0≤y≤0.45, 0≤z≤3.00, -0.50≤α<2.00, M은 Zr, Al, Ti, Mn, Ga, In 및 W로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가 금속 원소를 나타낸다.)로 표시되는 화합물인 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 제조방법.[5] The nickel-containing hydroxide is Ni 1-xy Co x M y O z (OH) 2-α (0≤x≤0.45, 0≤y≤0.45, 0≤z≤3.00, -0.50≤α<2.00, M represents one or more additive metal elements selected from the group consisting of Zr, Al, Ti, Mn, Ga, In and W.) The production method according to any one of [1] to [4], which is a compound represented by.
[6] 상기 니켈함유 수산화물이, 이차전지 양극활물질의 전구체인 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 제조방법.[6] The production method according to any one of [1] to [5], wherein the nickel-containing hydroxide is a precursor of a positive electrode active material for a secondary battery.
상기 [1]의 실시형태에서는, 니켈함유 수산화물을 연속하여 제조하는 방법이다. 또한, 반응조로부터 꺼낸 니켈함유 수산화물 중, 대입경부인 제1입자부는 제품으로 사용되고, 소입경부인 제2입자부는 제품으로 이용되지 않고 반응조로 되돌아가, 결정화 반응에 이용된다.In the embodiment of the above [1], it is a method for continuously producing a nickel-containing hydroxide. In addition, among the nickel-containing hydroxides taken out of the reaction tank, the first particle portion having a large particle size is used as a product, and the second particle portion having a small particle size portion is returned to the reaction tank without being used as a product and is used for crystallization reaction.
상기 [3]의 실시형태에 있어서의 A×B는 제1입자부의 제조량의 정도를 나타내기 때문에, (A×B)/C는, 반응조의 단위 용적당 제조되는 제1입자부의 양을 보여주는 지표이다.Since A × B in the above embodiment [3] represents the degree of production of the first particle portion, (A × B)/C is an index showing the amount of the first particle portion produced per unit volume of the reaction tank. to be.
본 발명의 양태에 의하면, 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 제1입자부와 상기 제1입자부보다 평균 입자 직경이 작은 제2입자부로 분급하고, 제2입자부를 반응조로 되돌리면서 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를, 50g/L 이상 280g/L 이하로 조정함으로써, 충전밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 입자 균열이 방지된 니켈함유 수산화물을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 양태에 의하면, 제2입자부를 반응조로 되돌리면서 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하로 조정하면 되므로, 제조공정이 간단하고 쉽다.According to an aspect of the present invention, the slurry containing nickel-containing hydroxide is classified into a first particle portion and a second particle portion having a smaller average particle diameter than the first particle portion, and the nickel-containing reaction tank is returned while returning the second particle portion to the reaction tank. By adjusting the concentration of the slurry containing the hydroxide to 50 g/L or more and 280 g/L or less, not only the packing density can be improved, but also the nickel-containing hydroxide in which particle cracking is prevented can be produced. Further, according to the aspect of the present invention, the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank may be adjusted to 50 g/L or more and 280 g/L or less while returning the second particle portion to the reaction tank, so the manufacturing process is simple and easy.
본 발명의 양태에 의하면, 제1입자부의 니켈함유 수산화물의 중량과 제2입자부의 니켈함유 수산화물의 중량의 합에 대한 제1입자부의 니켈함유 수산화물의 중량의 비율 A가 0.10 이상 0.33 이하임으로써, 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하로 쉽게 조정할 수 있으므로, 충전밀도가 향상되고, 입자 균열도 방지되는 니켈함유 수산화물을 확실하게 제조할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the ratio A of the weight of the nickel-containing hydroxide of the first particle portion to the sum of the weight of the nickel-containing hydroxide of the first particle portion and the weight of the nickel-containing hydroxide of the second particle portion is 0.10 or more and 0.33 or less, Since the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank can be easily adjusted to 50 g/L or more and 280 g/L or less, nickel-containing hydroxide with improved packing density and particle cracking can be prevented reliably.
본 발명의 양태에 의하면, 상기 비율 A와, 분급장치에 공급되는 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리의 유량 B(L/min)와, 반응조의 용적 C(㎥)가, 0.70 ≤ (A×B)/C ≤ 3.50의 관계를 만족함으로써, 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하로 쉽게 조정할 수 있으므로, 충전밀도가 향상되고, 입자 균열도 방지된 니켈함유 수산화물을 확실하게 제조할 수 있다.According to the aspect of the present invention, the ratio A, the flow rate B (L / min) of the slurry containing the nickel-containing hydroxide supplied to the classifier, and the volume C (m 3) of the reaction tank are 0.70 ≤ (A × B) By satisfying the relationship /C ≤ 3.50, the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank can be easily adjusted to 50 g/L or more and 280 g/L or less, so that nickel-containing hydroxide with improved packing density and particle cracking is prevented. can be manufactured with certainty.
본 발명의 양태에 의하면, 분급장치가 원심력을 이용한 습식 분급장치이므로, 반응조로부터 꺼낸 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를, 니켈함유 수산화물의 입자 형상이 변형되는 것을 방지하면서 원활하게 제1입자부와 제2입자부로 분급할 수 있다.According to the aspect of the present invention, since the classifier is a wet classifier using centrifugal force, the slurry containing the nickel-containing hydroxide taken out of the reaction tank is smoothly separated from the first particle portion while preventing the particle shape of the nickel-containing hydroxide from being deformed. It can be classified into two particle parts.
도 1은 본 발명의 제조방법의 개요를 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제조방법에 사용되는 분급장치를 예시한 설명도이다.
도 3은 실시예와 비교예에서 얻어진 니켈함유 수산화물의 주사전자 현미경(SEM) 사진이다.1 is a flow chart explaining the outline of the manufacturing method of the present invention.
2 is an explanatory diagram illustrating a classifier used in the production method of the present invention.
3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of nickel-containing hydroxides obtained in Examples and Comparative Examples.
이하, 본 발명의 니켈함유 수산화물의 제조방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 제조방법의 개요를 설명하는 흐름도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 니켈 함유 수산화물의 제조방법은, 니켈을 포함하는 금속 함유 수용액, 착화제를 포함하는 수용액과, 알칼리성 수용액을, 반응조에 연속적으로 공급하여 중화결정화 반응시켜, 니켈함유 수산화물을 얻는 반응 공정과, 반응조로부터 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 연속적으로 추출하는 슬러리 추출 공정과, 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 분급장치에 연속적으로 공급하여, 제1입자부와 상기 제1입자부보다 평균 입경이 작은 제2입자부로 분급하는 분급공정과, 분급공정에서 얻어진 제2입자부를 반응조에 연속적으로 되돌리는 제2입자부 환류공정을 포함한다. 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물은, 본 발명의 제조방법의 목적물인 니켈함유 수산화물이다.Hereinafter, the method for producing the nickel-containing hydroxide of the present invention will be described. 1 is a flow chart explaining the outline of the manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 1, in the method for producing a nickel-containing hydroxide of the present invention, a metal-containing aqueous solution containing nickel, an aqueous solution containing a complexing agent, and an alkaline aqueous solution are continuously supplied to a reaction tank to cause a neutralization crystallization reaction, A reaction step of obtaining a hydroxide-containing compound, a slurry extraction step of continuously extracting a slurry containing a nickel-containing hydroxide from a reaction tank, and continuously supplying the slurry containing the nickel-containing hydroxide to a classifying device, A classification step of classifying into a second particle portion having a smaller average particle diameter than the first particle portion, and a second particle portion reflux step of continuously returning the second particle portion obtained in the classification step to the reaction tank. The nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion is the nickel-containing hydroxide that is the object of the production method of the present invention.
(반응 공정)(reaction process)
니켈함유 수산화물을 얻는 반응공정에 대하여 설명한다. 니켈함유 수산화물을 얻는 반응공정은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 우선, 공침법에 의해, 니켈을 포함하는 금속함유 수용액, 예를 들면, 니켈염(예를 들면, 황산염), 필요에 따라서 코발트염(예를 들면, 황산염) 및 첨가금속(M)의 염(예를 들어, 황산염)을 포함하는 수용액과, 착화제를 포함하는 수용액과, pH 조정제인 알칼리성 수용액을, 적절히, 반응조에 첨가하여, 반응조 내에서 중화결정화 반응을 시킴으로써, 니켈함유 수산화물의 입자를 성장시켜, 니켈함유 수산화물을 제조한다. 니켈함유 수산화물의 입자 형상은, 예를 들면, 대략 구형일 수 있다. 반응조 내에서는, 니켈함유 수산화물은 물을 분산매로 한 슬러리상으로 되어 있다.A reaction process for obtaining a nickel-containing hydroxide will be described. As shown in FIG. 1, the reaction step of obtaining a nickel-containing hydroxide is, first, by a co-precipitation method, a metal-containing aqueous solution containing nickel, such as nickel salt (eg, sulfate), and, if necessary, cobalt salt. (e.g., sulfate) and a salt of the added metal (M) (e.g., sulfate), an aqueous solution containing a complexing agent, and an alkaline aqueous solution as a pH adjuster are appropriately added to a reaction tank, By carrying out a neutralization crystallization reaction in a reaction tank, particles of the nickel-containing hydroxide are grown to produce the nickel-containing hydroxide. The particle shape of the nickel-containing hydroxide may be approximately spherical, for example. In the reaction tank, the nickel-containing hydroxide is in the form of a slurry using water as a dispersion medium.
착화제로서는, 수용액 중에서, 니켈을 포함하는 금속 원소의 이온, 예를 들면, 니켈 이온, 필요에 따라서 코발트 이온 및 첨가 금속(M)의 이온과 착물을 형성할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 암모늄이온 공급체일 수 있다. 암모늄이온 공급체는, 예를 들면, 암모니아수, 황산암모늄, 염화암모늄, 탄산암모늄, 불화암모늄 등일 수 있다. 또한, 중화결정화 반응시에는, 반응조 내의 수용액의 pH값을 조정하기 위해, 알칼리 금속 수산화물(예를 들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨) 등의 알칼리성 수용액을 pH 조정제로서, 적절히 반응조 내에 첨가한다.The complexing agent is not particularly limited as long as it can form a complex with an ion of a metal element containing nickel, for example, a nickel ion, if necessary, a cobalt ion, and an ion of an added metal (M) in an aqueous solution, For example, it may be an ammonium ion supplier. The ammonium ion donor may be, for example, aqueous ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium carbonate, or ammonium fluoride. During the neutralization crystallization reaction, in order to adjust the pH value of the aqueous solution in the reaction tank, an alkaline aqueous solution such as an alkali metal hydroxide (eg, sodium hydroxide or potassium hydroxide) is appropriately added into the reaction tank as a pH adjuster.
니켈을 포함하는 금속 함유 수용액과 착화제를 포함하는 수용액과 알칼리성 수용액을 반응조에 적절히 연속적으로 공급하고, 반응조 내의 물질을 적절히 교반하면, 니켈을 포함하는 금속 함유 수용액 중의 금속이 중화결정화 반응에 의해 공침하여 니켈함유 수산화물이 생성된다. 중화결정화 반응에 있어서는, 반응조의 온도를, 예를 들면, 10℃이상 90℃이하, 바람직하게는 20℃이상 80℃이하의 범위 내로 제어한다. 착화제를 포함하는 수용액과 알칼리성 수용액을 반응조에 공급하여 중화결정화 반응을 시킬 때에, 반응조 내의 혼합액의 착화제 농도를, 예를 들면, 1.0g/L 이상 8.0g/L 이하, 바람직하게는 2.0g/L 이상 7.0g/L 이하, 특히 바람직하게는 3.0g/L 이상 6.0g/L 이하로 제어하고, 혼합액 중의 액온 40℃기준의 pH를, 예를 들면, 9.0 이상 13.0 이하, 바람직하게는 10.0 이상 12.0 이하로 제어한다.When a metal-containing aqueous solution containing nickel, an aqueous solution containing a complexing agent, and an alkaline aqueous solution are suitably continuously supplied to a reaction tank and the materials in the reaction tank are appropriately stirred, the metal in the metal-containing aqueous solution containing nickel is coprecipitated by neutralization crystallization reaction. As a result, nickel-containing hydroxide is produced. In the neutralization crystallization reaction, the temperature of the reaction vessel is controlled within the range of, for example, 10°C or more and 90°C or less, preferably 20°C or more and 80°C or less. When an aqueous solution containing a complexing agent and an alkaline aqueous solution are supplied to a reaction tank to carry out a neutralization crystallization reaction, the concentration of the complexing agent in the mixed solution in the reaction tank is, for example, 1.0 g/L or more and 8.0 g/L or less, preferably 2.0 g. /L or more and 7.0 g/L or less, particularly preferably 3.0 g/L or more and 6.0 g/L or less, and the pH based on the liquid temperature of 40 ° C. in the mixture is, for example, 9.0 or more and 13.0 or less, preferably 10.0 Control to more than 12.0 or less.
또한, 반응조에 설치된 교반장치의 교반조건과 반응조에 있어서의 평균 체류 시간은, 소정 범위로 적절히 조정하면 된다. 교반장치의 교반조건과 반응조에 있어서의 체류시간을 조정함으로써, 니켈함유 수산화물의 비표면적이나 입자 형상 등의 물성을 제어할 수 있다. 예를 들편, 평균 체류시간은 3시간 이상 12시간 이하가 바람직하고, 교반속도는, 반응조의 용적에 따라 다르지만 300rpm 이상 2000rpm 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, the stirring conditions of the stirring device installed in the reaction tank and the average residence time in the reaction tank may be appropriately adjusted within a predetermined range. By adjusting the stirring conditions of the stirring device and the residence time in the reaction tank, physical properties such as the specific surface area and particle shape of the nickel-containing hydroxide can be controlled. For example, the average residence time is preferably 3 hours or more and 12 hours or less, and the stirring speed is preferably 300 rpm or more and 2000 rpm or less, although it varies depending on the volume of the reaction tank.
반응조는, 예를 들면 오버플로우시키는 연속식일 수 있다. 또한, 반응조의 용적은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 0.1㎥ 이상 30㎥ 이하일 수 있다.The reaction vessel may be, for example, a continuous type that overflows. In addition, the volume of the reaction tank is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 m 3 or more and 30 m 3 or less.
니켈함유 수산화물의 조성으로서는, 예를 들면, Ni1-x-yCoxMyOz(OH)2-α(0≤x≤0.45, 0≤y≤0.45, 0≤z≤3.00, -0.50≤α<2.00, M은 첨가금속을 나타낸다.)로 표시되는 화합물일 수 있다. 임의 성분인 첨가금속(M)으로서는, 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 갈륨(Ga), 인듐(In) 및 텅스텐(W)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 원소를 예로 들 수 있다. 또한, 니켈(Ni)은 필수 성분이지만, 코발트(Co)는 임의 성분이다.As the composition of the nickel-containing hydroxide, for example, Ni 1-xy Co x M y O z (OH) 2-α (0≤x≤0.45, 0≤y≤0.45, 0≤z≤3.00, -0.50≤α <2.00, M represents an added metal). As the additive metal (M), which is an optional component, one selected from the group consisting of zirconium (Zr), aluminum (Al), titanium (Ti), manganese (Mn), gallium (Ga), indium (In), and tungsten (W) The above metal elements are exemplified. Also, nickel (Ni) is an essential component, but cobalt (Co) is an optional component.
(슬러리 추출 공정)(Slurry extraction process)
니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 반응조로부터 추출한다. 반응조로부터 추출된 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리는 저류조에 저장되고, 분급장치에 공급된다. 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리는 유량 B로 분급장치에 공급된다.A slurry containing nickel-containing hydroxide is extracted from the reactor. The slurry containing the nickel-containing hydroxide extracted from the reaction tank is stored in a storage tank and supplied to a classifier. The slurry containing the nickel-containing hydroxide is supplied to the classifier at a flow rate B.
(분급 공정)(classification process)
도 1에 도시한 바와 같이, 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리는 연속적으로 반응조로부터 추출되어 슬러리 저류조에 모이고, 분급장치에 의해 대입경부인 제1입자부와 제1입자부보다 평균 입자직경이 작은 소입경부인 제2입자부로 분급된다. 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물은, 소정의 입경에 도달한 니켈함유 수산화물이며, 본 발명의 제조방법의 목적물인 니켈함유 수산화물이다. 제 1 입자부는 최종적으로 제품으로서, 분급장치로부터 본 발명의 제조방법의 외부로 반출된다.As shown in FIG. 1, the slurry containing nickel-containing hydroxide is continuously extracted from the reaction tank and collected in a slurry storage tank, and a first particle portion that is a large particle size portion and a quench having an average particle diameter smaller than the first particle portion are It is classified as the second particle part, which is the neck part. The nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion is a nickel-containing hydroxide that has reached a predetermined particle size, and is the target product of the production method of the present invention. The first particle portion is finally taken out of the production method of the present invention from the classifier as a product.
한편, 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물은, 소정의 입경에 도달하지 않은, 본 발명의 제조방법의 목적물이 되지 않는 니켈함유 수산화물이다. 제2입자부는, 후술하는 바와 같이, 분급장치로부터 제품으로서 본 발명의 제조방법의 외부로 반출되지 않고, 다시 반응조에 연속적으로 되돌아간다.On the other hand, the nickel-containing hydroxide constituting the second particle portion is a nickel-containing hydroxide that does not reach a predetermined particle size and does not become the target product of the production method of the present invention. As will be described later, the second particle portion is continuously returned to the reaction tank again without being taken out of the production method of the present invention as a product from the classifier.
분급 장치는, 예를 들면 원심력을 이용한 습식 분급 장치일 수 있다.The classifier may be, for example, a wet classifier using centrifugal force.
습식 분급 장치로서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 액체 사이클론식 분급 장치를 들 수 있다. 액체 사이클론식 분급장치에 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 공급(가압주입)하면, 분급장치에 발생하고 있는 원심력의 작용에 의해, 니켈함유 수산화물의 입자 중, 비중, 입자 직경이 큰 입자일수록, 액체 사이클론식 분급 장치의 외주벽부 방향으로 이동하고, 비중, 입자 직경이 작은 입자일수록 액체 사이클론식 분급 장치의 중앙부 방향으로 이동한다. 액체 사이클론식 분급 장치의 외주벽부에는, 중력방향의 하방으로 갈수록 폭이 좁은 테이퍼가 형성되어있다. 액체 사이클론식 분급 장치의 외주벽부에서는, 이 테이퍼를 따라 중력방향 하방으로의 흐름이 발생하고 있다. 한편, 액체 사이클론식 분급 장치의 중앙부에는 중력 방향 상방으로의 흐름이 발생하고 있다. 상기로부터, 비중, 입자직경이 큰 니켈함유 수산화물의 입자(즉, 제1입자부)는, 사이클론식 분급 장치의 외주벽부를 따라 중력 방향 아래쪽으로 흘러가고, 중력 방향 아래쪽에 형성된 하측 배출구로부터 배출된다. 한편, 비중, 입자 직경이 작은 니켈함유 수산화물의 입자(즉, 제2입자부)는, 사이클론식 분급 장치의 중앙부를 중력방향의 상방으로 흘러가고, 중력방향의 위쪽에 형성된 상측 배출구로부터 배출된다.As a wet classifier, as shown in FIG. 2, a liquid cyclone type classifier is mentioned. When a slurry containing nickel-containing hydroxide is supplied (pressurized injection) to a liquid cyclone-type classifier, by the action of the centrifugal force generated in the classifier, among the particles of the nickel-containing hydroxide, the larger the specific gravity and particle diameter, the liquid It moves in the direction of the outer circumferential wall of the cyclone-type classifier, and the smaller the specific gravity and particle size, the more it moves toward the center of the liquid cyclone-type classifier. On the outer circumferential wall portion of the liquid cyclone-type classifier, a taper narrowing in the downward direction in the gravity direction is formed. At the outer circumferential wall portion of the liquid cyclone classifier, a downward flow in the gravitational direction is generated along the taper. On the other hand, a flow upward in the gravitational direction is generated in the central portion of the liquid cyclone classifier. From the above, the particles of the nickel-containing hydroxide having a large specific gravity and particle diameter (i.e., the first particle portion) flow downward in the gravity direction along the outer circumferential wall of the cyclonic classifier and are discharged from the lower discharge port formed downward in the gravity direction. . On the other hand, particles of nickel-containing hydroxide having a small specific gravity and particle diameter (i.e., the second particle portion) flow upward in the gravitational direction at the center of the cyclone type classifier, and are discharged from the upper discharge port formed above in the gravitational direction.
액체 사이클론식 분급 장치는, 반응조로부터 추출한 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를, 원심력의 작용에 의해, 연속적으로, 제1입자부를 포함하는 슬러리와 제2입자부를 포함하는 슬러리로 분급한다.The liquid cyclone classifier continuously classifies the slurry containing the nickel-containing hydroxide extracted from the reaction tank into a slurry containing a first particle portion and a slurry containing a second particle portion by the action of centrifugal force.
(제2입자부 환류 공정)(Second Particle Reflux Process)
도 1에 나타내는 바와 같이, 분급 장치로 분급된 제2입자부를 포함하는 슬러리는, 환류장치에 의해 연속적으로 반응조에 되돌아간다. 반응조로 되돌아온 제2입자부는, 다시 반응조에서 중화결정화 반응에 의해 입자 성장한 후, 반응조로부터 분급 장치에 공급된다. 분급 장치에 공급된 니켈함유 수산화물의 입자가 소정의 입경에 도달하면, 본 발명의 제조방법의 목적물인 니켈함유 수산화물(즉, 제1입자부)로서 분급 장치로부터 본 발명의 제조방법의 외부로 반출된다. 상기 조작을 반복함으로써, 반응조에서 생성되고, 성장한 제1입자부를 선택적으로 반응조 외부로 반출하면서, 제2입자부는 목적으로 하는 입경에 도달하여 제1입자부가 될 때까지 반응조에서 입자 성장을 반복한다.As shown in FIG. 1, the slurry containing the 2nd particle part classified by the classifier is continuously returned to the reaction tank by the reflux device. The second particle portion returned to the reaction tank is further grown in the reaction tank by neutralization and crystallization reaction, and then supplied from the reaction tank to the classifier. When the particles of the nickel-containing hydroxide supplied to the classifier reach a predetermined particle size, the nickel-containing hydroxide (i.e., the first particle portion), which is the object of the production method of the present invention, is carried out from the classifier to the outside of the production method of the present invention. do. By repeating the above operation, while the first particle portion generated and grown in the reaction tank is selectively taken out of the reaction tank, the particle growth in the reaction tank is repeated until the second particle portion reaches the target particle size and becomes the first particle portion.
본 발명의 제조방법에서는, 제2입자부 환류 공정으로 제2입자부가 되돌아온 반응조에서는, 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도가, 50g/L 이상 280g/L 이하의 범위로 조정되어 있다. 또한, 「반응조에 있어서의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도」란, 제2입자부 환류 공정으로 반응조로 되돌려진 제2입자부의 니켈함유 수산화물과 반응조 내에서 새롭게 생성된 니켈함유 수산화물의 입자를 합한 농도를 의미한다. 반응조에 있어서의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도가 50g/L 이상 280g/L 이하의 범위로 조정되어 있음으로 인해, 충전밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 입자 균열이 방지된 니켈함유 수산화물을 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 제조방법으로 얻어지는 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물은, 입자 균열이 방지되어, 높은 충전밀도를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법에서는, 제2입자부를 반응조로 되돌리면서 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하로 조정하면 되므로, 추가 설비를 마련할 필요가 없고, 제조공정이 간단하고 쉽다.In the production method of the present invention, in the reaction tank in which the second particle portion is returned in the second particle portion reflux step, the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide is adjusted to a range of 50 g/L or more and 280 g/L or less. In addition, the "slurry concentration containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank" is the sum of the nickel-containing hydroxide of the second particle portion returned to the reaction tank in the second particle portion reflux step and the particles of the nickel-containing hydroxide newly generated in the reaction tank. means concentration. Since the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank is adjusted within the range of 50 g/L or more and 280 g/L or less, not only the packing density can be improved, but also the nickel-containing hydroxide in which particle cracking is prevented is produced can do. That is, the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion obtained by the production method of the present invention is prevented from particle cracking, and a high packing density can be obtained. In addition, in the production method of the present invention, the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank can be adjusted to 50 g/L or more and 280 g/L or less while returning the second particle portion to the reaction tank, so there is no need to provide additional equipment, The manufacturing process is simple and easy.
반응조에 있어서의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도는 50g/L 이상 280g/L 이하이면, 특별히 한정되지 않지만, 그 하한값은 충전밀도를 보다 확실하게 향상시키는 측면에서, 70g/L가 바람직하고, 90g/L가 특히 바람직하다. 한편, 반응조에 있어서의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도의 상한값은, 입자 균열을 보다 확실하게 방지하는 측면에서, 250g/L가 바람직하고, 220g/L가 특히 바람직하다. 또한, 상기 상한값, 하한값은 임의로 조합할 수 있다.The concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank is not particularly limited as long as it is 50 g/L or more and 280 g/L or less, but the lower limit is preferably 70 g/L from the viewpoint of more reliably improving the packing density, and 90 g /L is particularly preferred. On the other hand, the upper limit of the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank is preferably 250 g/L, particularly preferably 220 g/L, from the viewpoint of more reliably preventing particle cracking. In addition, the said upper limit and lower limit can be combined arbitrarily.
상기로부터, 본 발명의 제조방법에서는, 필요에 따라, 제2입자부의 슬러리 농도를 조정하는 농도 조정 공정을 더 포함할 수도 있다. 즉, 필요에 따라, 도 1에 도시한 바와 같이, 제2입자부 환류 공정이 제2입자부를 반응조에 연속적으로 되돌리기 전에 제2입자부의 슬러리를 농축하는 농축 공정을 더 포함할 수도 있다. 제 2 입자부의 슬러리를 농축하는 농축 공정을 더 포함함으로써, 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 함유량이 저하하더라도, 즉, 제2입자부의 슬러리 농도가 낮아지더라도, 농축 공정에 의해 제2입자부의 슬러리 농도를 원하는 값까지 상승시킬 수 있기 때문에, 반응조에 있어서의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하로 확실하게 조정할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 도시하지 않았지만, 제2입자부의 슬러리를 농축하는 농축 공정 대신에, 제2입자부 환류 공정이 제2입자부를 반응조에 연속적으로 되돌리기 전에 제2입자부의 슬러리를 희석하는 희석 공정을 더 포함할 수도 있다. 제2입자부의 슬러리를 희석하는 희석 공정을 더 포함함으로써, 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 함유량이 과잉이 되더라도, 즉, 제2입자부의 슬러리 농도가 높아지더라도, 희석 공정에 의해 제2입자부의 슬러리 농도를 원하는 값까지 저하시킬 수 있기 때문에, 반응조에 있어서의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하로 확실히 조정할 수 있다.From the above, the production method of the present invention may further include a concentration adjustment step of adjusting the concentration of the slurry of the second particle portion, if necessary. That is, if necessary, as shown in FIG. 1 , the second particle portion refluxing step may further include a concentration step of concentrating the slurry of the second particle portion before continuously returning the second particle portion to the reaction vessel. By further including a concentration step of concentrating the slurry of the second particle portion, even if the content of the nickel-containing hydroxide constituting the second particle portion is reduced, that is, even if the concentration of the slurry in the second particle portion is reduced, the concentration step results in the second particle Since the concentration of the negative slurry can be raised to a desired value, the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank can be reliably adjusted to 50 g/L or more and 280 g/L or less. Further, if necessary, although not shown, instead of the concentration step of concentrating the slurry of the second particle portion, a dilution step of diluting the slurry of the second particle portion before the second particle portion reflux step continuously returns the second particle portion to the reaction tank. may further include. By further including a dilution step of diluting the slurry of the second particle portion, even if the content of the nickel-containing hydroxide constituting the second particle portion becomes excessive, that is, even if the concentration of the slurry in the second particle portion becomes high, the dilution step results in the second particle portion. Since the concentration of the negative slurry can be reduced to a desired value, the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank can be reliably adjusted to 50 g/L or more and 280 g/L or less.
또한, 상기 농축 공정은, 제2입자부 환류 공정에서 제2입자부를 반응조에 연속적으로 되돌리기 전, 즉, 제2입자부 환류 공정에 포함시키는 것뿐만 아니라, 필요에 따라서, 반응조 또는 저장조에서 상기 농축 공정을 더 포함시킬 수도 있다. 또한, 상기 농축 공정은, 제2입자부 환류 공정에 포함시키는 대신, 반응조 또는 저류조에 포함시킬 수도 있다.In addition, the concentration step is not only included in the second particle portion reflux step before continuously returning the second particle portion to the reaction tank in the second particle portion reflux step, that is, included in the second particle portion reflux step, but also the concentration in the reaction tank or storage tank, if necessary. Further steps may be included. In addition, the concentration process may be included in a reaction tank or a storage tank instead of being included in the second particle part reflux process.
또한, 본 발명의 제조 방법에서는, 분급 공정에서, 제1입자부를 포함하는 슬러리와 제2입자부를 포함하는 슬러리로 분급함에 있어서, 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)과 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 합계에 대한 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 비율 A(이하, 간단히 「비율 A」라 한다.)는 특별히 한정되지 않지만, 소정의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 상기 비율 A는, 본 발명의 제조방법에 있어서의 건조입자로 환산한 제1입자부의 수율을 의미한다. 상기 비율 A의 하한값은, 높은 충전밀도를 저하시키지 않고 입자 균열을 확실하게 방지하는 측면에서, 0.10이 바람직하고, 입자 균열을 더욱 확실하게 방지하는 측면에서, 0.11이 보다 바람직하며, 0.12가 특히 바람직하다. 한편, 상기 비율 A의 상한값은, 입자 균열을 더욱 확실하게 방지하면서 충전밀도를 확실히 향상시키는 측면에서, 0.33이 바람직하고, 충전밀도를 더욱 확실하게 향상시키는 측면에서, 0.30이 보다 바람직하며, 0.28이 특히 바람직하다. 또한, 상기 상한값, 하한값은 임의로 조합할 수 있다.Further, in the production method of the present invention, in the classification step, in classifying into a slurry containing the first particle portion and a slurry containing the second particle portion, the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion and the The ratio A of the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion to the total weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the two particle portions (hereinafter, simply referred to as “ratio A”) is not particularly limited. However, it is desirable to adjust it within a predetermined range. The ratio A means the yield of the first particle portion in terms of dry particles in the production method of the present invention. The lower limit of the ratio A is preferably 0.10 from the viewpoint of reliably preventing particle cracking without lowering the high packing density, more preferably 0.11 from the viewpoint of more reliably preventing particle cracking, and particularly preferably 0.12. do. On the other hand, the upper limit of the ratio A is preferably 0.33 from the viewpoint of reliably improving the packing density while preventing particle cracking more reliably, and more preferably 0.30 from the viewpoint of more reliably improving the packing density, and 0.28 is particularly preferred. In addition, the said upper limit and lower limit can be combined arbitrarily.
상기 비율 A를 0.10 이상 0.33 이하의 범위로 제어함으로써, 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)과 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 합계에 대한 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 비율이 0.67 이상 0.90 이하의 범위로 제어된다. 반응조로 되돌아오는 제2입자부의 양이 상기 비율의 범위로 제어됨으로써, 반응조에 있어서의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를 50g/L 이상 280g/L 이하로 쉽게 조정할 수 있게 된다.By controlling the ratio A within the range of 0.10 or more and 0.33 or less, the second particle relative to the sum of the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion and the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the second particle portion The ratio of the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the part is controlled within the range of 0.67 or more and 0.90 or less. By controlling the amount of the second particle portion returned to the reaction tank within the range of the above ratio, the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank can be easily adjusted to 50 g/L or more and 280 g/L or less.
또한, 본 발명의 제조방법에서는, 상기 비율 A와, 분급 장치에 공급되는 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리의 유량 B(단위: L/min)(이하, 간단히 「유량 B」라 한다.)와, 반응조의 용적 C(단위: ㎥)(이하, 간단히, 「용적 C」라 한다.)의 관계는, 특별히 한정되지 않지만, (비율 A×유량 B)/용적 C의 값을 소정의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 상기 비율 A×상기 유량 B는 제1입자부의 제조량의 정도를 나타내므로, (비율 A×유량 B)/용적 C는, 반응조의 단위 용적당의 제1입자부의 생산량을 나타내는 지표이다. 즉, (비율 A×유량 B)/용적 C는, 반응조의 단위 용적당의, 제품인 제1입자부가 반응조 외부로 반출되는 정도를 나타내는 지표이다.Further, in the production method of the present invention, the ratio A and the flow rate B (unit: L/min) of the slurry containing the nickel-containing hydroxide supplied to the classifier (hereinafter simply referred to as “flow rate B”), The relationship between the volume C (unit: m3) of the reaction tank (hereinafter simply referred to as “volume C”) is not particularly limited, but adjusting the value of (ratio A × flow rate B) / volume C to a predetermined range it is desirable Since the ratio A×the flow rate B indicates the degree of production of the first particle portion, (ratio A×flow rate B)/volume C is an index indicating the amount of production of the first particle portion per unit volume of the reaction tank. That is, (ratio A×flow rate B)/volume C is an index indicating the degree to which the first particle portion, which is the product, per unit volume of the reaction tank is taken out of the reaction tank.
(비율 A×유량 B)/용적 C의 값의 하한값은, 높은 충전밀도를 저해하지 않고 입자 균열을 확실하게 방지하는 측면에서, 0.70이 바람직하고, 입자 균열을 더욱 확실하게 방지하는 측면에서 0.85가 보다 바람직하며, 1.00이 특히 바람직하다. 한편, (비율 A×유량 B)/용적 C의 값의 상한값은, 입자 균열을 더욱 확실하게 방지하면서 충전밀도를 확실히 향상시키는 측면에서, 3.50이 바람직하고, 충전밀도를 더욱 확실하게 향상시키는 측면에서 3.00이 보다 바람직하며, 2.50이 특히 바람직하다. 즉, 본 발명의 제조방법에서는, 0.70≤(비율 A×유량 B)/용적 C≤3.50의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상한값, 하한값은 임의로 조합할 수 있다.The lower limit of the value of (ratio A×flow rate B)/volume C is preferably 0.70 from the viewpoint of reliably preventing particle cracking without compromising the high packing density, and 0.85 from the viewpoint of more reliably preventing particle cracking. More preferred, 1.00 is particularly preferred. On the other hand, the upper limit of the value of (ratio A×flow rate B)/volume C is preferably 3.50 from the viewpoint of reliably improving the packing density while preventing particle cracking more reliably, and from the viewpoint of more reliably improving the packing density 3.00 is more preferable, and 2.50 is especially preferable. That is, in the manufacturing method of the present invention, it is preferable to satisfy the relationship of 0.70 ≤ (ratio A × flow rate B) / volume C ≤ 3.50. In addition, the said upper limit and lower limit can be combined arbitrarily.
반응조의 단위 용적당 제조되는 제1입자부의 양을 조정하는, 즉, 0.70≤(비율 A×유량 B)/용적 C≤3.50의 관계를 만족하도록 조정함으로써, 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리의 농도가 50g/L 이상 280g/L 이하가 되도록 쉽게 조정할 수 있게 된다.By adjusting the amount of the first particle portion produced per unit volume of the reaction tank, that is, adjusting to satisfy the relationship of 0.70 ≤ (ratio A × flow rate B) / volume C ≤ 3.50, the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank The concentration can be easily adjusted to be 50 g/L or more and 280 g/L or less.
본 발명의 제조방법으로 생산되는 니켈함유 수산화물은 입자 균열이 방지되어, 더욱 높은 부피밀도를 얻을 수 있다. 본 발명의 제조방법으로 얻어지는 니켈함유 수산화물은, 예를 들면, 1.40g/mL 이상의 부피밀도를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법으로 얻어지는 니켈함유 수산화물은, 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 2000배로 임의의 10 시야를 관찰한 경우, 10 시야 중의 니켈함유 수산화물로부터 확인 가능한 입자 균열의 최대폭이 200nm 이하로 감소되었다.The nickel-containing hydroxide produced by the production method of the present invention is prevented from particle cracking, and a higher bulk density can be obtained. The nickel-containing hydroxide obtained by the production method of the present invention can obtain, for example, a bulk density of 1.40 g/mL or more. Further, in the nickel-containing hydroxide obtained by the production method of the present invention, when observing 10 random fields of view at 2000 times using a scanning electron microscope (SEM), the maximum width of particle cracks that can be confirmed from the nickel-containing hydroxide in 10 fields of view is 200 nm or less. was reduced to
제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 누적 부피 백분율이 50 부피%인 입자 직경(이하, 간단히, 「D50」이라 한다.)은, 제품으로서 사용되는 니켈함유 수산화물의 사용 조건, 니켈함유 수산화물의 조성 등에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면 3㎛ 이상 20㎛ 이하가 바람직하다. 상기 제1입자부의 D50의 하한값은, 5㎛가 보다 바람직하고, 7㎛가 특히 바람직하다. 상기 제1입자부의 D50의 상한값은, 19㎛가 보다 바람직하고, 18㎛가 특히 바람직하다. 또한, 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 D50은, 니켈함유 수산화물의 제조 조건 등에 따라, 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면, 1㎛ 이상 15㎛ 이하일 수 있다.The particle diameter at which the cumulative volume percentage of the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion is 50% by volume (hereinafter simply referred to as “D50”) is the usage condition of the nickel-containing hydroxide used as a product, the composition of the nickel-containing hydroxide It can be appropriately selected according to the like, and for example, 3 μm or more and 20 μm or less are preferable. The lower limit of D50 of the first particle portion is more preferably 5 μm, and particularly preferably 7 μm. The upper limit of D50 of the first particle portion is more preferably 19 μm, particularly preferably 18 μm. In addition, the D50 of the nickel-containing hydroxide constituting the second particle portion can be appropriately selected depending on the manufacturing conditions of the nickel-containing hydroxide, and may be, for example, 1 μm or more and 15 μm or less.
본 발명의 제조방법으로 생산되는 니켈함유 수산화물은, 리튬이온 이차전지 등의 비수전해질 이차전지의 양극활물질의 전구체로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 슬러리를 여과 후, 알칼리 수용액으로 세정, 이어서 수세함으로써, 제1입자부에 포함되는 불순물을 제거하고, 그 후, 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물을 가열 처리하여 건조시킴으로써, 양극활물질의 전구체로서 사용할 수 있는 니켈함유 수산화물을 얻을 수 있다.The nickel-containing hydroxide produced by the production method of the present invention can be used as a precursor for a positive electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. For example, the slurry of the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion is filtered, washed with an alkaline aqueous solution, and then washed with water to remove impurities contained in the first particle portion, and then nickel constituting the first particle portion. By heat-treating the containing hydroxide and drying it, a nickel-containing hydroxide usable as a precursor of a positive electrode active material can be obtained.
다음으로, 본 발명의 제조방법으로 얻어진 니켈함유 수산화물을 전구체로 한 리튬이온 이차전지 양극활물질의 제조방법에 대하여 설명한다. 예를 들면, 먼저 니켈함유 수산화물에 리튬 화합물을 첨가하여 니켈함유 수산화물과 리튬 화합물의 혼합물을 제조한다. 리튬 화합물로는, 리튬을 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 탄산리튬, 수산화리튬 등일 수 있다.Next, a method for producing a cathode active material for a lithium ion secondary battery using the nickel-containing hydroxide obtained by the production method of the present invention as a precursor will be described. For example, a mixture of a nickel-containing hydroxide and a lithium compound is prepared by first adding a lithium compound to the nickel-containing hydroxide. The lithium compound is not particularly limited as long as it is a compound containing lithium, and examples thereof include lithium carbonate and lithium hydroxide.
이어서, 상기와 같이 실시하여 얻어진 혼합물을 소성함으로써, 양극활물질을 제조할 수 있다. 소성 조건으로서는, 예를 들면 소성 온도 700℃이상 1000℃이하, 승온 속도 50℃/h이상 300℃/h이하, 소성 시간 5시간 이상 20시간 이하일 수 있다. 소성 분위기에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 대기, 산소 등일 수 있다. 또한, 소성에 사용하는 소성로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 정치식의 박스로나 롤러하스식 연속로 등일 수 있다.Subsequently, a cathode active material may be prepared by sintering the mixture obtained in the above manner. As the firing conditions, for example, a firing temperature of 700°C or more and 1000°C or less, a temperature increase rate of 50°C/h or more and 300°C/h or less, and a firing time of 5 hours or more and 20 hours or less. The firing atmosphere is not particularly limited, but may be, for example, air, oxygen, or the like. Further, the firing furnace used for firing is not particularly limited, but may be, for example, a stationary type box furnace, a roller hearth type continuous furnace, or the like.
[실시예][Example]
다음으로, 본 발명의 니켈함유 수산화물의 제조방법의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 그 취지를 넘지 않는 한, 이들 예에 한정되는 것은 아니다.Next, examples of the method for producing the nickel-containing hydroxide of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples unless the gist thereof is exceeded.
실시예 1의 니켈함유 수산화물의 제조방법Method for preparing the nickel-containing hydroxide of Example 1
황산니켈과 황산코발트를 소정 비율(니켈의 몰수:코발트의 몰수=93:7)로 용해한 수용액과, 황산암모늄 수용액(암모늄이온 공급체)과, 수산화나트륨 수용액을 반응조(용적 C는 0.5㎥)에 적하하고, 반응조 내의 혼합액의 pH를 액온 40℃기준으로 11.23, 암모니아 농도를 5g/L로 유지하면서, 교반기에 의해 연속적으로 교반하였다. 또한, 반응조 내의 혼합액의 액온은 50.0℃로 유지하였다. 중화결정화 반응에 의해 생성된 니켈함유 수산화물의 입자는, 반응조의 오버플로우관으로부터 오버플로우시켜, 니켈함유 수산화물의 슬러리를 연속적으로 추출하였다.An aqueous solution in which nickel sulfate and cobalt sulfate were dissolved at a predetermined ratio (number of moles of nickel: number of moles of cobalt = 93:7), an aqueous solution of ammonium sulfate (ammonium ion supplying agent), and an aqueous solution of sodium hydroxide were placed in a reaction tank (volume C is 0.5 m 3 ). It was added dropwise, and while maintaining the pH of the mixed solution in the reaction tank at 11.23 and the ammonia concentration at 5 g/L at a liquid temperature of 40°C, the mixture was continuously stirred with a stirrer. In addition, the liquid temperature of the liquid mixture in the reaction vessel was maintained at 50.0°C. Particles of the nickel-containing hydroxide produced by the neutralization crystallization reaction were allowed to overflow from the overflow tube of the reaction tank, and a slurry of the nickel-containing hydroxide was continuously extracted.
추출한 니켈함유 수산화물의 슬러리를, 액체 사이클론식 분급 장치(무라타 공업 주식회사 제품, 모델 T10-1)에 슬러리의 유량 4.0L/min(유량 B)로 가압주입하고, 제1입자부의 니켈함유 수산화물의 중량과 제2입자부의 니켈함유 수산화물의 중량의 합계에 대한 제1입자부의 니켈함유 수산화물의 중량의 비율 0.26(비율 A)에서, D50이 12.7㎛인 제1입자부와 D50이 10.2㎛인 제2입자부로 연속적으로 분급하였다. 제2입자부의 슬러리는 제 2 입자부 환류 경로에서 반응조로 연속적으로 되돌려 보냈다. 이 때, 반응조의 니켈함유 수산화물의 슬러리 농도(g/L)가 소정의 범위가 되도록, 반응조에서 새롭게 생성되는 니켈함유 수산화물의 양과 반응조로 연속적으로 되돌려지는 제2입자부의 양을 제어하였다.The extracted nickel-containing hydroxide slurry was pressurized and injected into a liquid cyclone classifier (manufactured by Murata Kogyo Co., Ltd., model T10-1) at a slurry flow rate of 4.0 L/min (flow rate B), and the weight of the nickel-containing hydroxide in the first particle portion At a ratio of 0.26 (ratio A) of the weight of the nickel-containing hydroxide in the first particle portion to the total weight of the nickel-containing hydroxide in the second particle portion, the first particle portion having a D50 of 12.7 μm and the second particle having a D50 of 10.2 μm It was sequentially classified into parts. The slurry of the second particle portion was continuously returned to the reactor in the second particle portion reflux path. At this time, the amount of the nickel-containing hydroxide newly generated in the reaction tank and the amount of the second particle portion continuously returned to the reaction tank were controlled so that the slurry concentration (g/L) of the nickel-containing hydroxide in the reaction tank was within a predetermined range.
한편, 제1입자부의 슬러리는 여과 후, 알칼리 수용액으로 세정하고, 고상과 액상으로 분리하였다. 그 후, 분리한 고상에 대하여 수세하고, 추가로, 탈수, 건조의 각 처리를 실시하여, 니켈함유 수산화물의 샘플을 얻었다.On the other hand, the slurry of the first particle portion was filtered, washed with an aqueous alkali solution, and separated into a solid phase and a liquid phase. Thereafter, the separated solid phase was washed with water and further subjected to dehydration and drying to obtain a sample of a nickel-containing hydroxide.
실시예 2의 니켈함유 수산화물의 제조방법Method for preparing the nickel-containing hydroxide of Example 2
반응 공정에서, 반응조 내의 혼합액의 pH를 액온 40℃ 기준으로 11.20, 분급 공정에서, 유량 B가 2.8L/min, 비율 A가 0.24, D50이 17.2㎛인 제1입자부와 D50이 13.0㎛인 제2입자부로 연속적으로 분급한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 니켈함유 수산화물의 샘플을 얻었다.In the reaction step, the pH of the mixed solution in the reaction tank is 11.20 based on the liquid temperature of 40 ° C. In the classification step, the flow rate B is 2.8 L / min, the ratio A is 0.24, and the first particle portion having a D50 of 17.2 μm and the first particle portion having a D50 of 13.0 μm A sample of the nickel-containing hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was continuously classified into two particle parts.
실시예 3의 니켈함유 수산화물의 제조방법Method for preparing the nickel-containing hydroxide of Example 3
반응 공정에서, 반응조 내의 혼합액의 pH를 액온 40℃ 기준으로 10.88, 분급 공정에서, 유량 B가 4.7L/min, 비율 A가 0.12, D50이 16.0㎛인 제1입자부와 D50이 12.5㎛인 제2입자부로 연속적으로 분급한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 니켈함유 수산화물의 샘플을 얻었다.In the reaction step, the pH of the mixed solution in the reaction tank is 10.88 based on the liquid temperature of 40 ° C. In the classification step, the flow rate B is 4.7 L / min, the ratio A is 0.12, and the first particle portion having a D50 of 16.0 μm and the first particle portion having a D50 of 12.5 μm A sample of the nickel-containing hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was continuously classified into two particle parts.
비교예 1의 니켈함유 수산화물의 제조방법Manufacturing method of nickel-containing hydroxide of Comparative Example 1
반응 공정에서, 반응조 내의 혼합액의 pH를 액온 40℃ 기준으로 11.70, 분급 공정에서, 유량 B가 5.4L/min, 비율 A가 0.34, D50이 9.8㎛인 제1입자부와 D50이 7.4㎛인 제2입자부로 연속적으로 분급한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 니켈함유 수산화물의 샘플을 얻었다.In the reaction step, the pH of the mixed solution in the reaction tank is 11.70 based on the liquid temperature of 40 ° C. In the classification step, the flow rate B is 5.4 L / min, the ratio A is 0.34, and the first particle portion having a D50 of 9.8 μm and the first particle portion having a D50 of 7.4 μm A sample of the nickel-containing hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was continuously classified into two particle parts.
비교예 2의 니켈함유 수산화물의 제조방법Manufacturing method of nickel-containing hydroxide of Comparative Example 2
반응 공정에서, 반응조 내의 혼합액의 pH를 액온 40℃ 기준으로 11.55, 분급 공정에서, 유량 B가 3.7L/min, 비율 A가 0.09, D50이 17.8㎛인 제1입자부와 D50이 15.5㎛인 제2입자부로 연속적으로 분급한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여, 니켈함유 수산화물의 샘플을 얻었다.In the reaction step, the pH of the mixed solution in the reaction tank is 11.55 based on the liquid temperature of 40 ° C. In the classification step, the flow rate B is 3.7 L / min, the ratio A is 0.09, and the first particle portion having a D50 of 17.8 μm and the first particle portion having a D50 of 15.5 μm A sample of the nickel-containing hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was continuously classified into two particle parts.
니켈함유 수산화물의 조성, 반응조의 니켈함유 수산화물의 슬러리 농도(g/L), 비율 A, 액체 사이클론식 분급장치에 공급되는 니켈함유 수산화물의 슬러리의 유량 B(L/min), 반응조의 용적 C(㎥), (비율 A×유량 B)/용적 C의 값을 하기 표 1에 나타낸다.The composition of the nickel-containing hydroxide, the concentration of the nickel-containing hydroxide slurry in the reaction tank (g / L), the ratio A, the flow rate of the nickel-containing hydroxide slurry supplied to the liquid cyclone classifier B (L / min), the volume of the reaction tank C ( ㎥), (ratio A×flow rate B)/volume C are shown in Table 1 below.
또한, 니켈함유 수산화물의 조성은, ICP 발광 분석장치(PerkinElmer사 제조, 「Optima(등록상표) 8300」)를 사용하여 분석하였다. 또한, 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도는, 반응조로부터 1L 채취한 슬러리를 건조하여, 건조 후의 중량을 측정함으로써 구하였다.In addition, the composition of the nickel-containing hydroxide was analyzed using an ICP emission spectrometer ("Optima (registered trademark) 8300" manufactured by PerkinElmer). In addition, the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank was determined by drying 1 L of the slurry sampled from the reaction tank and measuring the weight after drying.
샘플로서 얻어진 니켈함유 수산화물에 대해서, 이하의 평가를 실시하였다.About the nickel-containing hydroxide obtained as a sample, the following evaluation was performed.
(1) 부피밀도(BD: 단위 g/mL)(1) Bulk density (BD: unit g/mL)
샘플로서 얻어진 니켈함유 수산화물을 자연낙하시켜 용기에 충전하고, 용기의 용적과 시료의 중량으로부터 부피밀도를 측정하였다. 구체적으로는, 20㎤의 측정용 용기에, 샘플을 체에 통과시키면서 낙하 충전시키고, 상기 용기가 샘플로 채워진 상태로 하여, 그 때의 샘플 중량을 측정하여 산출하였다.The nickel-containing hydroxide obtained as a sample was naturally dropped and filled into a container, and the bulk density was measured from the volume of the container and the weight of the sample. Specifically, a 20 cm 3 measurement container was drop filled while passing a sample through a sieve, and the container was filled with the sample, and the sample weight at that time was measured and calculated.
(2) 입자 균열(2) Particle Cracks
주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 2000배로 임의의 10 시야를 관찰하고, 10 시야 중 니켈함유 수산화물로부터 확인할 수 있는 입자 균열의 최대의 폭을 산출하여, 이하와 같이 평가하였다.Random 10 fields of view were observed at 2000 times magnification using a scanning electron microscope (SEM), and the maximum width of particle cracks identifiable from the nickel-containing hydroxide was calculated among the 10 fields of view, and evaluated as follows.
○: 니켈함유 수산화물의 입자의 입자 균열의 최대 폭이 200nm 이하,○: the maximum width of particle cracks of particles of nickel-containing hydroxide is 200 nm or less,
× : 니켈함유 수산화물의 입자의 입자 균열의 최대 폭이 200nm 초과×: The maximum width of particle cracks of particles of nickel-containing hydroxide exceeds 200 nm
상기 평가 결과를 하기 표 2에 나타내고, 실시예와 비교예에서 얻어진 니켈함유 수산화물의 주사전자 현미경(SEM) 사진을 도 3에 나타낸다.The evaluation results are shown in Table 2 below, and scanning electron microscope (SEM) photographs of nickel-containing hydroxides obtained in Examples and Comparative Examples are shown in FIG. 3 .
상기 표 1, 2에서 보듯, 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도가 50g/L 이상 280g/L 이하의 범위로 조정된 실시예 1 내지 3에서는, 부피밀도가 1.51g/mL 이상으로 향상되었다. 또한, 상기 표 1, 2 및 도 3에서 보듯, 실시예 1 내지 3에서는, 입자 균열의 발생도 방지할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 3에서는, 비율 A가 0.10 이상 0.33 이하의 범위로 조정되고, (비율 A×유량 B)/용적 C의 값이 0.70 이상 3.50 이하의 범위로 조정되었다.As shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 to 3 in which the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank was adjusted to a range of 50 g/L or more and 280 g/L or less, the bulk density was improved to 1.51 g/mL or more. . In addition, as shown in Tables 1 and 2 and FIG. 3, in Examples 1 to 3, it was possible to prevent particle cracking. In Examples 1 to 3, the ratio A was adjusted within the range of 0.10 or more and 0.33 or less, and the value of (ratio A×flow rate B)/volume C was adjusted within the range of 0.70 or more and 3.50 or less.
한편, 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도가 40.0g/L인 비교예 1에서는, 상기 표 2와 도 3으로부터, 입자 균열의 발생은 방지할 수 있었지만, 상기 표 2로부터, 부피밀도가 1.20g/mL로 충전밀도가 저하되었다. 또한, 반응조의 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도가 293.8g/L인 비교예 2에서는, 상기 표 2에서 보듯, 부피밀도가 1.76g/mL로 충전밀도가 향상되었지만, 상기 표 2와 3에서 보듯, 입자 균열이 발생하였다. 또한, 상기 표 1에서 보듯, 비교예 1에서는, 비율 A가 0.34, (비율 A×유량 B)/용적 C의 값이 3.64이고, 비교예 2에서는, 비율 A가 0.09, (비율 A×유량 B)/용적 C의 값은 0.69이었다.On the other hand, in Comparative Example 1 in which the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank was 40.0 g/L, from Table 2 and FIG. 3, it was possible to prevent particle cracking, but from Table 2, the bulk density was 1.20 Packing density decreased in g/mL. In addition, in Comparative Example 2 in which the concentration of the slurry containing nickel-containing hydroxide in the reaction tank was 293.8 g / L, as shown in Table 2, the bulk density was improved to 1.76 g / mL, but as shown in Tables 2 and 3 , particle cracking occurred. In addition, as shown in Table 1 above, in Comparative Example 1, ratio A was 0.34, (ratio A×flow rate B)/volume C was 3.64, and in Comparative Example 2, ratio A was 0.09, (ratio A×flow rate B) )/volume C was 0.69.
본 발명의 니켈함유 수산화물의 제조방법에서는, 충전밀도를 향상시킬 수 있고, 입자 균열이 방지된 니켈함유 수산화물을 간단하고 쉽게 제조할 수 있으므로, 높은 사이클 특성과 높은 방전율 특성이 요구되는 이차전지의 양극활물질 분야에서 이용 가치가 높다.In the method for producing nickel-containing hydroxide of the present invention, since the nickel-containing hydroxide can be simply and easily prepared with improved charge density and particle cracking, high cycle characteristics and high discharge rate characteristics are required. It has high utility value in the field of active materials.
Claims (6)
상기 반응조로부터 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 연속적으로 추출하는 슬러리 추출 공정;
상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리를 분급장치에 연속적으로 공급하여, 제1입자부와 상기 제1입자부보다 평균 입자 직경이 작은 제2입자부로 분급하는 분급 공정;
상기 제2입자부를 상기 반응조로 연속적으로 되돌리는 제2입자부 환류 공정;을 포함하고,
상기 반응조의 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리 농도를, 50g/L 이상 280g/L 이하의 범위로 조정하는,
니켈함유 수산화물의 제조방법.
a reaction step of obtaining a nickel-containing hydroxide by continuously supplying a metal-containing aqueous solution containing nickel, an aqueous solution containing a complexing agent, and an alkaline aqueous solution to a reaction vessel for a crystallization reaction;
a slurry extraction step of continuously extracting the slurry containing the nickel-containing hydroxide from the reactor;
a classification step of continuously supplying the slurry containing the nickel-containing hydroxide to a classifier and classifying it into a first particle portion and a second particle portion having a smaller average particle diameter than the first particle portion;
A second particle portion reflux step of continuously returning the second particle portion to the reaction tank;
Adjusting the concentration of the slurry containing the nickel-containing hydroxide in the reaction tank to a range of 50 g / L or more and 280 g / L or less,
Method for producing nickel-containing hydroxide.
상기 분급 공정에 있어서의 상기 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)과 상기 제2입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 합계에 대한 상기 제1입자부를 구성하는 니켈함유 수산화물의 중량(고형분)의 비율 A가 0.10 이상 0.33 이하인, 제조방법.
The method of claim 1,
Nickel content constituting the first particle portion relative to the sum of the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the first particle portion and the weight (solid content) of the nickel-containing hydroxide constituting the second particle portion in the classification step. The manufacturing method in which the ratio A of the weight (solid content) of hydroxide is 0.10 or more and 0.33 or less.
상기 비율 A와, 상기 분급장치에 공급되는 상기 니켈함유 수산화물이 포함된 슬러리의 유량 B(L/min)와, 상기 반응조의 용적 C(㎥)가, 하기 식
0.70≤(A×B)/C≤3.50의 관계를 만족하는, 제조방법.
The method of claim 2,
The ratio A, the flow rate B (L / min) of the slurry containing the nickel-containing hydroxide supplied to the classifier, and the volume C (m 3) of the reaction tank are expressed by the following formula
A manufacturing method that satisfies the relationship of 0.70 ≤ (A × B) / C ≤ 3.50.
상기 분급 장치가 원심력을 이용한 습식 분급 장치인, 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The manufacturing method in which the said classifier is a wet classifier using centrifugal force.
상기 니켈함유 수산화물이, Ni1-x-yCoxMyOz(OH)2-α(0≤x≤0.45, 0≤y≤0.45, 0≤z≤3.00, -0.50≤α<2.00, M은 Zr, Al, Ti, Mn, Ga, In 및 W로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가금속 원소를 나타낸다.)로 표시되는, 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The nickel-containing hydroxide is Ni 1-xy Co x M y O z (OH) 2-α (0≤x≤0.45, 0≤y≤0.45, 0≤z≤3.00, -0.50≤α<2.00, M is represents one or more additive metal elements selected from the group consisting of Zr, Al, Ti, Mn, Ga, In, and W.).
상기 니켈함유 수산화물이 이차전지 양극활물질의 전구체인, 제조방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
The nickel-containing hydroxide is a precursor of a secondary battery positive electrode active material, a manufacturing method.
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