[发明专利]一种镍钴锰三元材料前驱体的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍钴锰三元材料前驱体的制备方法，属于新材料领域。本发明在通入保护气的氛围下，将镍钴锰混合液、组合络合剂和碱液Ⅰ混合反应，得到浆料，将浆料固液分离，收集固相即得镍钴锰三元材料前驱体，组合络合剂由络合剂A和络合剂B组成；络合剂A包括酒石酸盐、柠檬酸盐、EDTA、焦硫酸盐、硫代硫酸盐和CyDTA中的至少一种；络合剂B包括亚硫酸盐、VC和葡萄糖中的至少一种。本发明采用组合络合剂替代氨，组合络合剂的成本低、无味道，生产过程中无废气处理，废水中无氨，三废处理费用低，生产环境友好。

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种镍钴锰三元材料前驱体的制备方法。

背景技术

2019年，全球三元材料前驱体产量为35万吨，增速35％，从三元前驱体各系别来看，523(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂)、622(Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂)仍占主流，约占总量的67％，811(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂)及NCA(Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂)约占总量的30％。其中，中国三元材料前驱体产量增长率为38％，产量增长至27.5万吨，523及622占比为72％，而811及NCA占比为23％。SMM(上海有色网)预计，为解决里程焦虑，高镍化是三元材料发展的必经之路，未来随着明星高端车型的研发，以及电池厂高镍电池研发方面取得突破，中低镍三元材料产量占比或进一步下滑，相应的三元前驱体占比将继续下滑。SMM预计，至2022年，中国三元前驱体产量将增长至51.5万吨，2020年至2022年中国三元前驱体产量年复合增长率为17％。

三元前驱体是当前汽车电动化中的电池的核心材料，三元前驱体材料的成本是推广新能源车的核心要素。相关技术中三元材料的制备流程如图1所示，在氨性环境下，镍钴锰混合盐和碱反应生产三元前驱体材料，氨在汽提回收过程中会增加生产成本(与购买新氨水的成本相当)；同时将氨水添加至反应体系中，会形成氨和铵盐的缓冲溶液体系，导致pH测定不准确，且pH值受缓冲溶液影响变化缓慢。

因此，需要开发一种镍钴锰三元材料前驱体的制备方法，该方法不需要使用氨且生产成本低。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：一种镍钴锰三元材料前驱体的制备方法，该方法不需要使用氨且生产成本低。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种镍钴锰三元材料前驱体的制备方法，包括以下步骤：

S1、将镍钴锰混合液、组合络合剂和碱液混合反应，得到浆料；

S2、将所述浆料固液分离，收集固相即得所述前驱体；

其中，所述络合剂由络合剂A和络合剂B组成；

所述络合剂A包括酒石酸盐、柠檬酸盐、EDTA(乙二胺四乙酸)、焦硫酸盐、硫代硫酸盐和CyDTA(环己二胺四乙酸)中的至少一种；

所述络合剂B包括亚硫酸盐、VC(抗坏血酸)和葡萄糖中的至少一种。

根据本发明的一些实施方式，所述络合剂A与络合剂B的质量比为5～25:1。

络合剂A主要是控制金属离子的游离的浓度；络合剂B主要提供还原性气氛。在络合剂B所控制的还原性气氛下，游离的金属离子处于二价状态；因此，络合物A能够准确控制游离的金属离子的浓度，从而实现对产品粒度及粒度分布进行准确控制(在碱性条件下、锰离子最容易被氧化成三价离子，镍、钴相对次之)。

根据本发明的一些实施方式，所述镍钴锰混合液由镍原料液、钴原料液和锰原料液混合组成。