[发明专利]一种利用聚天冬氨酸作为络合剂制备镍锰二元前驱体的方法

说明书

本发明涉及锂离子电池正极材料领域，具体涉及一种利用聚天冬氨酸作为络合剂制备镍锰二元前驱体的方法。本发明一种利用聚天冬氨酸作为络合剂制备镍锰二元前驱体的方法，包括如下步骤：(1)镍、锰盐溶液，络合剂、还原剂与沉淀剂在水溶剂中进行共沉淀反应；所述络合剂为聚天冬氨酸；(2)将反应后的浆料过滤，洗涤，干燥后得初步镍锰前驱体；(3)将(2)中前驱体高温预烧制得高振实镍锰前驱体。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料领域，具体涉及一种利用聚天冬氨酸作为络合剂制备镍锰二元前驱体的方法。

背景技术

随着社会对清洁能源需求的持续提高，高能量密度和良好循环性能的锂离子电池成为研究热点。尖晶石型镍锰酸锂因其成本低，环境友好、4.7V高电压在大功率领域中得到广泛应用。正极材料的充放电性能、能量密度和稳定性受到前驱体品质的影响。共沉淀法由于合成温度较低，可以通过简单的工艺和设备得到产物颗粒尺寸小(微米级)、比表面积较大的粉末，在电池正极材料前驱体制备中备受关注。现有技术和文献大量介绍添加一定量氨水和EDTA作为络合剂制备前驱体，但近年来国家和有关部门重点关注氨氮排放指标，氨氮主要来源于氨水以及诸如氯化铵等无机物，水体中的氨可转化为亚硝酸盐和硝酸盐，进入人体会增加患癌症的风险；其次，藻类的大量繁殖，消耗水中大量的溶解氧，使水体中溶解氧含量急剧下降，造成水体富营养化，使水体中大量生物死亡，最终生态系统崩溃。所以，总氮的控制志在必行，国家的态度也相当坚决。

CN109399730A公布了一种利用有机膦酸盐络合剂制备镍钴锰三元前躯体的方法。在镍钴锰三元前驱体合成过程中加入有机膦酸盐作为络合剂，这种络合剂能有效络合镍、钴、锰和掺杂的金属离子，同时也具有良好的分散作用，使掺杂金属离子的前驱体实现了原子水平上的均匀络合，但有机膦酸盐在自然水体中易发生缓慢的降解而连续释放生物可利用的正磷酸盐，直接排放含有有机膦酸盐的反渗透废水会加速水体富营养化，而且在受纳水体中，有机膦酸盐会与金属离子螯合，增加金属的生物利用度和毒性，在含有有机膦酸盐废水排放之前迫切需要去除有机膦酸盐，然而经济高效的有机膦酸盐去除技术还较为欠缺。

发明内容

本发明志在克服现有技术的不足，本着对环境友好的态度，提供了一种利用聚天冬氨酸作为络合剂制备镍锰二元前驱体的方法，具体方案如下：

一种利用聚天冬氨酸作为络合剂制备镍锰二元前驱体的方法，包括如下步骤：

(1)镍、锰盐溶液，络合剂、还原剂与沉淀剂在水溶剂中进行共沉淀反应；所述络合剂为聚天冬氨酸；

(2)将反应后的浆料过滤，洗涤，干燥后得初步镍锰前驱体；

(3)将(2)中前驱体高温预烧制得高振实镍锰前驱体；

一种利用聚天冬氨酸作为络合剂制备镍锰二元前驱体的方法，具体步骤如下：

1)配制镍锰盐混合溶液A；

2)配制含有络合剂和乳化剂的混合液B；所述络合剂为聚天冬氨酸；

3)配制还原剂溶液C；

4)配制沉淀剂溶液D；

5)将镍锰盐溶液A加入含有还原剂溶液C的反应釜底液中，再将含有络合剂和乳化剂的混合液B加入其中，搅拌的同时，用蠕动泵将沉淀剂溶液D缓慢匀速加入反应釜中，控制PH、搅拌速率、反应温度和时间，把得到的镍锰二元前驱体浆料静置，陈化一定的时间；

6)将浆料过滤、洗涤、干燥，得聚天冬氨酸作为络合剂制备的镍锰二元前驱体；

7)将6)步前驱体高温预烧，制得高振实镍锰前驱体。

所述镍锰盐溶液A中镍盐或锰盐为硫酸盐，醋酸盐，硝酸盐或盐酸盐的一种或几种，且混合盐溶液浓度1-2mol/L。