鎳鐵錳三元前驅(qū)體的合成方法主要有共沉淀法,以下是其具體介紹:
溶液配制:
反應(yīng)釜準(zhǔn)備:在反應(yīng)釜中配置底液,加入純水和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié) pH,同時向反應(yīng)釜中通入保護性氣體,如氨氣。氨氣進入反應(yīng)釜后一部分溶于水形成氨水,有助于分散且氨濃度更容易控制,同時溢出的氨氣可以進行循環(huán)再利用,降低生產(chǎn)成本。
共沉淀反應(yīng):將混合溶液 A、B 以及氫氧化鈉溶液并流進反應(yīng)釜,保持釜內(nèi)溫度恒定,一般溫度控制在 40 - 70℃,調(diào)節(jié) pH 和釜內(nèi)氨濃度,其中釜內(nèi)氨濃度為 5 - 10g/L,pH 為 11.3 - 11.8。在此條件下進行共沉淀反應(yīng),得到鎳鐵錳三元前驅(qū)體漿料。
后處理:對得到的漿料進行陳化、離心、洗滌、烘干等后處理操作,即可得到鎳鐵錳三元前驅(qū)體,其通式為\((Ni_xFe_yMn_z)(OH)_2\),其中\(0<x≤5\),\(y>0\),\(z>0\),\(x + y + z = 1\)。
還有一種方法是先將二價鐵鹽溶液和配位劑混合,得到預(yù)配位二價鐵鹽溶液,配位劑和二價鐵鹽中二價鐵離子的摩爾比為 0.1 - 1:11。然后將二價鎳鹽溶液、二價錳鹽溶液、預(yù)配位二價鐵鹽溶液、氫氧化鈉溶液和氨水混合進行成核反應(yīng)和晶體生長,成核反應(yīng)的 pH 值為 11 - 12,反應(yīng)體系中氨的濃度為 0.2 - 0.6mol/L,晶體生長的反應(yīng)體系的 pH 值為 10.3 - 11.5,氨的濃度為 0.3 - 0.8mol/L,從而得到鎳鐵錳三元前驅(qū)體1。這種方法通過引入配位劑采用預(yù)配位的方式實現(xiàn)亞鐵離子在反應(yīng)時緩慢釋放,達到與鎳、錳元素均勻沉淀的效果,可提高鎳鐵錳三元前驅(qū)體的電化學(xué)性能1。