科技成果登记公示——一种小粒径三元正极材料前驱体的制备方法

来源:本网访问量:-发布时间:2020-05-25
成果名称:一种小粒径三元正极材料前驱体的制备方法
登记日期:2020-05-06
完成单位:广东佳纳能源科技有限公司,湖南佳纳能源科技有限公司公司
完成人员:郑江峰,吴理觉,文定强,梁伟华,汤依伟,张晨,杨娟,冉建军
研究起止日期:2017-08-31至2019-10-31
主要应用行业:制造业
高新技术领域:新材料
评价单位:国家知识产权局
评价日期:2019-11-25
成果简介:一、课题来源与背景 近年来,财政部、科技部、工信部和发改委发布《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》的出台,新能源汽车推广应用财政补贴政策对动力电池能量密度要求的更高,企业为了能拿到更多补贴,必将更多的采用能量密度更高的三元电池体系,由于国家在年底放开了对三元电池的限制,明年三元动力电池将迎来爆发。日韩企业通过不断推动技术进步与开发新材料来提高锂离子电池性能,始终保持着在锂离子电池行业中与中国产品的性价比优势,占据着高端锂离子电池行业的引领地位。我国与日韩等国家尚存在较大差距,不能生产高端电池产品,出口产品主要靠成本优势,特别是在动力电池用锂离子电池正极材料这一具有相当难度的热门与关键领域发展相对迟滞,缺乏自主知识产权的技术支撑且尚未形成产业规模。 二、技术原理及性能指标 本发明公开了一种小粒径三元正极材料前驱体的制备方法,包括以下步骤: (1)选择镍钴锰液为原料,配制成金属混合盐溶液,反应釜提前加入特别的反应底液,将金属盐溶液和络合剂及沉淀剂溶液按照化学计量数比,并流加入反应釜中;温度控制在20~60℃;pH控制为11~12;转速采用200~500r/min;整个反应在N2保护下进行; (2)第一次釜满D50粒径控在1~2μm,当反应釜满后直接由溢流管向准备好的陈化釜溢流,10~20h反应釜中颗粒尺寸长至3.5-4.0μm,立即停止进料; (3)然后将反应釜浆料与陈化釜浆料混合均匀,搅拌30min,经离心机洗涤,甩干后,加入烘箱在150℃下烘干,200目过筛包装,即可制备出3~4μm的小粒径三元前驱体,形貌球形或类球形颗粒,外观均匀无结块粉末; (4)所述小粒径三元前驱体化学通式为NixCoyMnz(OH)2,其中0.3≤x≤0.95,0.05≤y≤0.4,0.05≤z≤0.4,x+y+z=1。 制备小粒径三元前驱体技术指标:制备出3~4μm的小粒径三元前驱体。 三、技术的创造性与先进性 本发明提供一种控制三元材料粒径分布,减少材料表面残碱含量,改善晶体结构完整性,提高材料循环性能的连续进料工艺。 本发明提供通过独特的连续进料生产模式,利用可溶性铵和纯水组成的底液,在高速搅拌的带动下连续进料,体系采用在线pH控制来制备3~4μm的小粒径前驱体,满釜粒径D50能控制在1~2μm,停釜粒径能精确控制在3.5~4.0μm,这样就保证了成品没有过小颗粒,粒径分布小于1.0,制备的晶核球形度较好,循环性较好,能满足动力电池要求,而且振实密度高,使用性能好,工艺操作简单可以连续化生产,废水中氨氮回收处理容易,绿色节能。 四、技术的成熟程度、适用范围和安全性 本发明的最主要目的在于提供了一种小粒径三元正极材料前驱体的制备方法,具有晶体结构完整性好、球形度较好、循环性较好、工艺操作简单、可以连续化生产、绿色节能的特点。 通过“一种小粒径三元正极材料前驱体的制备方法”该专利的研究及产业化应用,制备的三元前驱体适合于工业化生产,在便携式电器和电动汽车等领域有着广阔的应用前景,公司建设一条年产5000吨三元前驱体生产线,该专利的实施,大大减少能耗,节约用电,采用自动化生产减少人工操作,提高产品生产安全性。 五、应用情况及存在问题 本项目制备得到三元前驱体符合国家新能源产业政策的发展方向,提升了锂离子电池和汽车行业的配套产品生产能力,具有较好的社会效益。市场广阔,符合国家政策和产业导向,满足广东佳纳能源科技有限公司发展需求,带动国内相关配套材料产业的发展,形成新的锂离子电池材料产业生态链,为社会经济的发展增加动力,具有较好发展空间,对区域经济发展具有推动作用,促进行业整体发展,具有积极的经济意义。实现该项目三元前驱体产业化后,不仅可以增加企业自身经济效益,还能拉动周围产业发展,增加政府财政收入,解决社会劳动力就业等一些影响深远的社会问题,本项目建成后预计可提供100多个就业岗位。 该技术应用存在对原料溶液浓度、PH值要求严格的问题。 六、历年获奖情况 本技术成果共申请发明专利1项并获得授权。


分享: