前驅體的反應是鹽堿中和反應,將一定濃度的鹽溶液和一定濃度的堿溶液按一定流速持續加入反應器中,在適當的反應溫度、攪拌速率、pH下,生成氫氧化物沉淀。反應方程式如下:NiS04.
6H20+CoS04. 7H20+MnS04. H20+NH3+NaOH-NixCoyMnz (OH) 2+NH3+NaS04+H20反應過程中需要控制的工藝參數有:鹽和堿的濃度、氨水濃度、鹽溶液和堿溶液加入反應缸的速率、反應溫度、反應過程pH值、攪拌速率、反應Ni Co
MnNaOH絡合劑時間、反應漿料固含量等。鹽和堿的濃度不宜過低,過低會導致產量下降,產品成本增大;但也不宜過高,過高的鹽堿濃度不利于前驅體晶核的長大。
目前大多數工廠都將鹽溶液濃度配制為2mol.L-1,堿溶液濃度配制為4mol.L-1。氨水是反應絡合劑,主要作用是絡合金屬離子,所以制備不同組成的三元前驅體,所需要的氨水濃度也不相同。鹽溶液和堿溶液加入反應缸的速率也和產量有關,流量越大產量越大,但不利于保證產品品質。反應溫度控制在40~60℃之間。反應pH值控制在10~13之間。攪拌速率與鹽溶液和堿溶渡的流速、反應釜大小、反應釜內部結構、攪拌器結構有關。下面就以上提到的工藝參數列舉一些實例。硫酸鹽體系下,絡合劑如氨水的加入,
會對產品的形貌有很大的影響。
(a)未加氨水不同氨水濃度產品的SEM圖
(b)加氨水其他制各條件完全相同,化學式都為Nio.sCo。:Mno.,(OH):,沒有絡合劑存在時,前驅體形貌較為疏松,振實密度較低。有絡合劑存在時,前驅體變得致密,振實密度也相應提高。在實際生產中,若想要制備振實密度高于2.Og.cm-3的前驅體,必須在反應過程中加入絡合劑。但絡合劑的用量也不是越多越好,當絡合劑用量過多時,溶液中被絡合的鎳鉆離子太多,會造成反應不完全,使前驅體的鎳、鈷、錳三元素的比例偏離設計值,且被絡合的金屬離子會隨上清液排走,造成浪費,后續的廢水處理工作量也會加大。
入量制備出的前驅體的振實密度和鎳含量,前驅體的設計分子式為Nio.sCo。此比例的前驅體中,鎳的理論含量為32.03%,鉆的理論含量為12.87%,錳的理論含量為17.99%(均為質量分數),氨水濃度過低或過高,產品的振實密度都比較低,并且氨水濃度越高,材料的鎳含量越低,材料的比例偏離設定值。pH值試驗批次不同氨水濃度下樣晶的TD和鎳含量(TD:振實密度)反應過程的pH值直接影響前驅體的形貌和粒度分布。下面主要通過一些實例來具體分析前驅體形貌和粒度分布與pH值的關系。通過調節pH值,我們可以控制一次晶粒和二次顆粒的形貌。pH值偏低,利于晶核長大,
一次晶粒偏厚偏大;pH值偏高,利于晶核形成,一次晶粒成薄片狀,顯得很細小。對于二次顆粒的影響是:pH值偏低,二次顆粒易發生團聚,導致二次球成異形;pH值偏高,二次顆粒多成圓球形。在不同pH值下制各出的3個Ni0.6C00.2Mn0.2 (OH):前驅體樣品SEM圖,制各樣品1、2、3的pH值分別為:樣品1<樣品2<樣品3。從圖中可以看出,反應pH值越高,二次顆粒球形度越高,一次晶粒越細小;低pH值反應出的樣品可觀察到明顯的團聚現象,使得二次顆粒球形度差。我們也可以在反應過程中適當調節pH值使同一個二次球顆粒擁有不同形貌的一次晶粒。
五個交融開展開展新能源電動轎車
五個交融開展開展新能源電動轎車油價高企、限購方針調控、市場競爭劇烈,在這么的環境下,轎車產業該怎么開展?9月9日上午,第七屆我國(花都)轎車論壇在廣州花都舉辦,給出了“提高立異能力,強大自立品牌”的答復。花都區還提出了“五個交融開展”及“開展新能源轎車”的方針。
0評論2017-07-04362
三元材料的專利申請總體狀況
涉及離子摻雜、表面改性后的材料。在制備方法方面,主要是涉及不同的合成方法,如共沉淀法、固相合成法等。在大量的專利申請中,對技術進步發揮關鍵或重要作用的往往是為數不多的重要專利技術,而這些重要專利技術通常掌握在本領域的一些重點企業手中。因此,分析三元材料領域重點企業的專利,有助于預見技術發展方向、借鑒和拓寬技術研發思路。
0評論2017-07-04394
鋰電世界分析鋰電池市場變化趨勢
早在1996年,日本鋰電池公司就申請了第一個與NCM有關的專利(專利公開號:JP特開平9-237631A)。圖12-1為全球三元材料NCM專利申請量隨著年份變化的趨勢圖。圖中也給出了在華的專利申請變化趨勢以及中國申請人在華申請的變化趨勢。
0評論2017-07-04403
鋰離子電池三元材料聲明
發明名稱:鋰離子電池正極材料的鋰鎳鉆錳混合金屬氧化物的固態合成首項權利要求:一種制造含鈷、錳和鎳的鋰過渡金屬氧化物單相化合物的方法,其包括:①對含鉆、含錳、含鎳和含鋰的氧化物或氧化物前體進行濕磨,以形成含有充分分散的鈷、錳、鎳和鋰的細粒級漿料;②加熱所述漿料,以提供含有鈷、錳和鎳并具有基本單相03晶體結構的鋰過渡金屬氧化物化合物。這項專利主要保護固相合成NCM前采用濕混。
0評論2017-07-04399
三元材料專利分析
該專利提供了一種鋰電池金屬氧化物粉末,用作Li電池正極材料,具有優異的功率性能和安全特性。該專利保護一種產品,專利保護范圍如下:一種在可再充電電池中用作陰極材料的鋰金屬氧化物粉末,具有通式Li。Ni。Co,Mn,,M:O:+。A,,其中0.9<以<1.1、0.3≤x≤0.9、O<y≤0.4、0<yr≤0.4、由下組中的任一種或多種元素組成:Al、Mg、Ti、Cr、V、Fe以及Ga;
0評論2017-07-04407
盤式連續干燥器的特點
盤式連續干燥器的特點如下:
①熱效率高、能耗低、干燥時間短:盤式連續干燥器是一種熱傳導式干燥設備,不存在氣流干燥中由熱風帶走大量的弊端。同時由于物料在耙葉的機械作用下,不斷被翻炒、攪拌,從而使料層熱阻降低,提高了干燥效率,其熱效率可達60%以上。由于物料濕含量的不同,單位蒸汽耗量為1.3~1.6kg(蒸汽)/kg(水),干燥時間一般在5~80min。
0評論2017-07-04364
熱風循環烘箱的工作原理和結構,
熱風循環烘箱的優點是:容易裝卸,物料損失小,料盤易清洗。因此,對于需要經常更換產品、價高的成品或小批量物料,廂式干燥器的優點十分顯著。熱風循環烘箱的主要缺點是:物料得不到分散,干燥不均勻,干燥時間長;裝卸物料耗時耗人工,勞動強度大,設備利用率低;卸物料時粉塵飛揚,環境污染嚴重;熱效率低,一般在40%左右,每干燥lkg水分。
0評論2017-07-04389
前驅體制備工藝及設備解析
干燥工藝包括干燥時間、干燥溫度和干燥氣氛等的確定。三元前驅體為變價金屬的低價化合物,在空氣中會被氧化,且干燥溫度越高氧化程度越嚴重。但由于真空干燥和惰性氣氛保護干燥成本高且干燥效率低,而在空氣氣氛下適當溫度干燥出來的前驅體品質基本能滿足要求,所以一般選擇空氣氣氛干燥。為不同干燥溫度處理后的三元前驅體XRD。
0評論2017-07-04548
離心機常用方法
廂式壓濾機大致與板框式相似區別在于把濾框換成濾板,沒有濾框,單塊濾板比板框式濾板厚,也就是廂式壓濾機由兩塊相同的濾板相合而成,兩塊濾板之間在壓緊時形成一個濾室用于存放被濾布隔離的顆粒狀物體,進料孔放在濾板中央,一般用于顆粒狀物體比較多的如選礦、洗煤等行業,廂式壓濾機特點是不宜造成各濾室偏壓,從而濾板不宜被損壞,過濾速度快,卸渣方便,過濾壓力大,濾餅含液量低,能承受過濾壓力最高可達3.OMPa,板之間相對密封嚴密,不容易漏料,容易實現自動卸料,適應范圍更廣
0評論2017-07-04365
不同材質濾布耐堿性能對比
丙綸和其他幾種材質的物理性能對比。可以看出,丙綸雖然耐熱性稍差于其他幾種材質,但已經能夠滿足前驅體過濾洗滌的要求。不同材質濾布物理性能對比濾餅過濾根據其采用的過濾技術不同,一般分為真空過濾、加壓過濾、離心過濾和壓榨過濾四種基本類型。
0評論2017-07-04371