[发明专利]一种细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物，所述细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物的D50为3.45～3.55μm；晶须细长针状，平均长径比为10～12，振实密度为1.7～2.2g/cm³。本发明中的镍钴锰氢氧化物晶须为细长针状，且长径比为10～12，分散性能好，且粒度更加均匀。本发明还提供了一种细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物的制备方法，本发明的主要思路是在前驱体生长过程中通过控制釜内氨浓度以及反应釜进料量、转速以制得细长晶须小粒径镍钴锰氢氧化物。实验结果表明，本发明制备得到的高镍小粒径镍钴锰氢氧化物晶须细长、孔道结构丰富、粒度分布均匀，分散性好无团聚。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物及其制备方法。

背景技术

从锂电材料发展看，不可逆转的高能量密度发展迫求，使得三元电池成为大势所趋，同时带动三元材料市场需求上升。镍钴锰氢氧化物前驱体以镍钴锰三元素为主元素制备而来，制备的三元正极材料以其电池的高比能量密度、占用体积小等优点广泛运用于数码3C和电动车领域。由于镍钴锰氢氧化物前驱体在制备过程中受到各种控制因素的影响，会导致所得产物在形貌、BET、振实等理化指标方面会有很大的差异，进一步影响烧结后正极材料的性能。

前驱体作为锂离子电池制备流程中的关键一环，直接决定了其性能的高低。镍钴锰氢氧化物的形貌、粒度分布以及振实密度、BET与其合成方法密切相关。采用共沉淀法结合反应过程中的各项指标控制可以做到符合设计要求的产品，大大提高材料的综合性能。

中国专利CN 107834064 A中公布了提供一种高镍小粒径镍钴锰氢氧化物及其制备方法，通过控制反应过程中的氨值及反应釜转速等方式来控制其生长过程，所得产物分散性较差，虽然电镜图像显示整体球形度及均匀度较好，但是其一次颗粒偏短粗且不均匀，以其制备得到的三元正极材料容量及循环性能偏弱。

发明内容

本发明提供了一种细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物及其制备方法，本发明中的制备方法制备得到的镍钴锰氢氧化物晶须细长，且粒径小。

本发明提供一种细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物，所述细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物的D50为3.45～3.55μm；晶须细长针状，平均长径比为10～12，振实密度为1.7～2.2g/cm³。

优选的，所述细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物具有式I所示化学式：Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂式I；其中0≤x≤0.1，0≤y≤0.1。

本发明提供一种细晶须小粒径镍钴锰氢氧化物的制备方法，包括以下步骤：

A)将可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐与水混合，得到总浓度为0.5～1.5mol/L的混合金属盐溶液；

B)在保护气体气氛下，在反应釜内加入水，并通入沉淀剂溶液和络合剂溶液制备得到pH值为11.00～12.50的母液；

所述络合剂溶液的浓度为1～6mol/L，所述沉淀剂溶液的浓度为1～5mol/L；

C)在搅拌和保护性气氛条件下，将混合金属盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液持续不断的通入反应釜中，进行共沉淀反应，反应开始设定氨值1、转速1和料液流量1，1.5～4.5小时后设定为氨值2、转速2和料液流量2；当釜内料液的D50达到2.4～2.6μm后设定为氨值3、转速3和料液流量3，釜内料液D50达到3.4～3.6μm时停止进料，结束反应；

所述氨值1为6.0～8.0g/L、转速1为800～1000rpm、料液流量1为100～150L/h；氨值2为4.0～5.0g/L、转速2为600～800rpm、料液流量2为150～200L/h；氨值3为2.0～3.0g/L、转速3为400～600rpm、料液流量3为200～300L/h；