一种钠离子电池用镍铁锰三元前驱体及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115196691A(43)申请公布日2022.10.18(21)申请号202210840589.0H01M4/62(2006.01)(22)申请日2022.07.18H01M10/054(2010.01)(71)申请人宿迁市翔鹰新能源科技有限公司地址223800江苏省宿迁市宿迁生态化工科技产业园燕山路8号(72)发明人陈亮韩建民汤曙光林成张炎驰王梦红(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103专利代理师向亚兰(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/131(2010.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种钠离子电池用镍铁锰三元前驱体及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种钠离子电池用镍铁锰三元前驱体及其制备方法和应用，该制备方法包括：使亚铁盐、镍盐、锰盐、氢氧化物在络合剂存在下、在溶剂中进行共沉淀反应，生成镍铁锰三元前驱体；并使共沉淀反应在第一pH值(11.3‑11.5)条件下进行造新晶核；在造新晶核完成之后，调节pH值，使共沉淀反应在第二pH值(10.5‑11.0)条件下进行，直至生长至预设中位粒径，并控制第一pH值与第二pH值的差值和络合剂的浓度在特定程度；该方法制成的前驱体的颗粒分布均匀、球形度好，振实密度相对较高，产品质量稳定，可用于制备高质量的钠离子电池。CN115196691ACN115196691A权利要求书1/2页1.一种钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：使亚铁盐、镍盐、锰盐、氢氧化物在络合剂存在下、在溶剂中进行共沉淀反应，生成镍铁锰三元前驱体；其中，控制所述共沉淀反应按照如下方式进行：工序(ⅰ)：使所述共沉淀反应在第一pH值条件下进行造新晶核，所述第一pH值为11.3‑11.5；工序(ⅱ)：在工序(ⅰ)完成之后，调节pH值，使所述共沉淀反应在第二pH值条件下进行，直至生长至预设中位粒径，所述第二pH值为10.5‑11.0；控制所述第一pH值与所述第二pH值的差值的绝对值为0.35‑0.65；且控制所述共沉淀反应过程中，络合剂的浓度为0.5‑0.8mol/L。2.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，控制所述第一pH值与所述第二pH值的差值的绝对值为0.45‑0.55。3.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，工序(ⅰ)中，控制所述共沉淀反应的时间为0.5‑2h。4.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，控制所述共沉淀反应过程中，反应的温度为40‑75℃。5.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，使所述共沉淀反应在搅拌条件下进行。6.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述络合剂为氨，或者，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。7.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，控制所述共沉淀反应在惰性气氛和/或抗氧化剂存在下进行，所述惰性气氛通过通入氮气、氦气或氩气形成，所述抗氧化剂为选自维生素B、联氨、碳酰肼、异抗坏血酸中的一种或多种的组合。8.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述预设中位粒径为3‑20μm；和/或，所述溶剂为水，所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾或者两者的组合。9.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，控制所述共沉淀反应之前，亚铁盐、镍盐、锰盐中金属离子在反应体系中的总浓度为1.1‑1.5mol/L，所述镍盐、所述锰盐独立地选自硫酸盐、碳酸盐、醋酸盐、氯化盐中的至少一种，所述亚铁盐为选自硫酸亚铁、氯化亚铁中的一种或两种。10.根据权利要求1所述的钠离子电池用镍铁锰三元前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法的实施方式为：配置亚铁盐、镍盐、锰盐三者的金属盐混合水溶液，配置氢氧化钠水溶液，配置络合剂水溶液；向反应釜中加入水并加热，然后加入络合剂水溶液，调节体系中络合剂的浓度为0.5‑0.8mol/L，加入氢氧化钠水溶液，调节体系的pH值至所述第一pH值；将金属盐混合水溶液以30‑10L/min的进料流量通入反应釜中，同时通过分别控制通入氢氧化钠水溶液、络合剂水溶液的量以对应控制反应体系的pH值始终处于所述第一pH值、络合剂的浓度始终为0.5‑0.8mol/L，进行所述共沉淀反应以造新晶核；2CN115196691A权利要求书2/2页造新晶核之后，通过控制氢氧化钠水溶液的通入量，调节反应体系的pH值至