[发明专利]一种制备镍钴锰三元材料前驱体的方法

说明书

本申请涉及新能源电池前驱体领域，尤其涉及一种制备镍钴锰三元材料前驱体的方法，所述方法包括：配制含有镍离子、钴离子和锰离子的金属盐溶液；获取氢氧化钠溶液和络合剂；将所述金属盐溶液、所述氢氧化钠溶液和所述络合剂按预设速率通入反应釜中进行化学反应，以生成镍钴锰三元材料前驱体；通过有机膦酸盐溶液中的膦酸基团稳定氨水中的氨根离子，并且有机膦酸盐中的膦酸基团还可以与金属离子进一步形成复杂的络合结构，从而提高络合剂的稳定常数，使金属离子被络合后不易解离，能有效络合镍、钴、锰金属离子和掺杂的离子，有效稳定镍钴锰金属离子及掺杂元素，从而可以形成稳定的镍钴锰前驱体。

技术领域

本申请涉及新能源电池前驱体领域，尤其涉及一种制备镍钴锰三元材料前驱体的方法。

背景技术

三元前驱体的振实密度、尺寸、形貌、粒径大小、杂质含量等对三元电池材料的技术指标有直接影响。单纯的镍钴锰前驱体由于结构稳定性欠佳，一般采用渗入适量Mg、Al等离子的方式，可以提高电子电导率、离子电导率、电池的输出功率密度、三元材料结构的稳定性，尤其是热稳定性。

现有技术中一般在反应中加入一定量的氨水作为络合剂，但是这种络合剂用量难以控制，当氨水用量过多时，溶液中被络合的镍钴离子太多，会造成反应不完全，使前驱体的镍、钴、锰三元素的比例偏离设计值，且被络合的金属离子会随上清液排走，造成浪费，后续的废水处理工作量也会加大，氨水浓度过低或者过高，产品的振实密度都比较低，并且氨水浓度越高，材料的镍含量越低，材料的比例偏离设定值。因此如何稳定络合剂而得到稳定的镍钴锰三元前驱体是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了本申请提供了一种制备镍钴锰三元材料前驱体的方法，以解决现有技术中稳定剂难以稳定的技术问题。

一方面，本申请提供了一种制备镍钴锰三元材料前驱体的方法，所述方法包括：

配制含有镍离子、钴离子和锰离子的金属盐溶液；

获取氢氧化钠溶液和络合剂；

将所述金属盐溶液、所述氢氧化钠溶液和所述络合剂按预设速率通入反应釜中进行化学反应，以生成镍钴锰三元材料前驱体；

其中，所述金属盐溶液和所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度分别为1.5-2.5mol/L和1-3mol/L，所述络合剂为有机膦酸盐溶液和氨水的混合溶液，所述有机膦酸盐溶液和所述氨水的体积比为0.5-2:3.-5，所述有机膦酸盐溶液和所述氨水的摩尔浓度分别为1-6mol/L和11-15mol/L。

可选的，所述镍离子、所述钴离子和所述锰离子的总摩尔浓度为1.5-2.5mol/L。

可选的，所述镍离子、所述钴离子和所述锰离子的摩尔比为5-9：1-4：1-4。

可选的，所述金属盐溶液中还含有掺杂金属离子，所述掺杂金属离子的摩尔量占镍离子、钴离子和锰离子总摩尔量的0.1％-5％，所述掺杂金属为Mg、Ti、Zr、Al、Mo、W、Nb、Ta、In、Ge、Sr、Cr和Re中的至少一种。

可选的，所述化学反应条件包括：反应体系的pH值为反应体系的pH值为9-12，反应温度为60-70℃，反应时间为7-11h。

可选的，所述化学反应条件还包括：转速为600-1000r/min的搅拌条件和惰性气体气氛条件。

可选的，所述金属盐溶液通入反应釜的流量、所述氢氧化钠溶液通入反应釜的流量与所述有机络合剂通入反应釜的流量之比为0.5-1.5:0.5-1.5：0.1-0.5。

可选的，所述化学反应中前驱体固含量为11-15％。

可选的，所述有机膦酸盐络合剂包括乙二胺四甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐和氨基三甲叉膦酸盐中的至少一种；