[发明专利]一种制备镍钴锰氢氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备镍钴锰氢氧化物的方法。

背景技术

随着数码产品行业的不断发展，人们对电池的需求日益增加。镍钴锰酸锂是一种重要的锂电池正极材料，生产和使用日益广泛，市场需求量较大。镍钴锰氢氧化物，即镍钴锰三元前驱体，能通过加入锂源合成镍钴锰酸锂，因此，镍钴锰氢氧化物是生产镍钴锰酸锂的必需材料。镍钴锰氢氧化物的尺寸、形貌、结构，对后续加工的镍钴锰酸锂的尺寸、形貌、结构有直接影响。因此，镍钴锰三元前驱体的性能好坏决定了镍钴锰酸锂的性能好坏。

目前制备镍钴锰氢氧化物的方法常用直接沉淀法，通过往镍、钴、锰溶液中加入强碱性沉淀剂，合成镍钴锰氢氧化物，即镍钴锰三元前驱体。这种方法比较普遍，但由于反应剧烈，镍钴锰三元前驱体的外观结构不可控，导致产品性能一致性不高，影响后续加工电池材料的性能。

发明内容

为了克服现有的制备镍钴锰氢氧化物的方法由于反应剧烈所造成的产品外观结构不可控、性能不一致的问题，本发明的目的在于提供一种制备镍钴锰氢氧化物的方法，以获得优质的镍钴锰酸锂三元电池材料的前驱体。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种制备镍钴锰氢氧化物的方法，包括以下步骤：

（1）将微晶纤维素（作为模板赋形剂）溶于水中，搅匀，得到悬浮液；往悬浮液中加入镍源、钴源和锰源，其中镍源、钴源、锰源的质量比为(1-3):1:(1-1.5)，镍源、钴源、锰源的总质量与微晶纤维素质量之比为(1-3):1，搅匀，获得含镍、钴、锰的溶液；

（2）往含镍、钴、锰的溶液中加入六亚甲基四胺（是弱碱性成核剂），使镍源、钴源、锰源的总质量与六亚甲基四胺质量之比为1:(1-5)，搅匀，获得反应溶液；将反应溶液加热至80-90℃反应5-10min，然后用微波水热合成仪以频率2450MHz加热10-60min；

（3）将步骤（2）得到的反应溶液过滤，取滤渣，分别用纯水和乙醇洗涤滤渣，然后将滤渣干燥、粉碎、筛分后得到镍钴锰氢氧化物；

所述的镍源为醋酸镍、氯化镍或硫酸镍中的一种；

所述的钴源为醋酸钴、氯化钴或硫酸钴中的一种；

所述的锰源为醋酸锰、氯化锰或硫酸锰中的一种。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明采用微晶纤维素为模板，镍、钴、锰离子与微晶纤维素表面的羟基作用，能顺着微晶纤维素羟基的分布均匀成核生长，因此制得的镍钴锰氢氧化物粒径均匀，形貌结构一致。

2、本发明采用六亚甲基四胺促进镍钴锰氢氧化物成核。六亚甲基四胺与水反应，逐渐生成OH^-，控制镍、钴、锰离子能稳定在微晶纤维素表面成核。与传统的直接添加强碱性沉淀剂相比，强碱性沉淀剂使镍、钴、锰离子短时间快速成核生长，难于控制镍、钴、锰离子稳定在微晶纤维素表面成核，导致产品尺寸较大，形貌结构不一致。

3、本发明采用微波加热法，加快镍钴锰氢氧化物在微晶纤维素表面的成核生长，提高反应速度，解决了镍钴锰氢氧化物在微晶纤维素表面自然生长耗时较长的问题。

附图说明

图1是实施例1制备的镍钴锰氢氧化物的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种制备镍钴锰氢氧化物的方法，包括以下步骤：

（1）将2g微晶纤维素溶于80mL水中，搅匀，得到悬浮液；往悬浮液中加入1g醋酸镍、1g醋酸钴、1g醋酸锰，搅匀，获得含镍、钴、锰的溶液；

（2）往含镍、钴、锰的溶液中加入3g六亚甲基四胺，搅匀，获得反应溶液；将反应溶液加热至80℃反应5min，然后用微波水热合成仪（北京祥鹄科技发展有限公司，型号：XH-800S-10；下同）以频率2450MHz加热30min；

（3）将步骤（2）得到的反应溶液过滤，取滤渣，分别用纯水和乙醇洗涤滤渣，然后将滤渣60℃下干燥、粉碎、筛分后得到镍钴锰氢氧化物。

由图1可见，所得到的镍钴锰氢氧化物粒径均匀，约为10μm，形貌均呈球形，结构一致。

实施例2

一种制备镍钴锰氢氧化物的方法，包括以下步骤：

（1）将4g微晶纤维素溶于100mL水中，搅匀，得到悬浮液；往悬浮液中加入2g氯化镍、2g氯化钴、2g氯化锰，搅匀，获得含镍、钴、锰的溶液；