用于制备前体的装置和方法与流程

专利2026-08-14  5


与相关申请的交叉引用本申请要求于2022年5月24日提交的韩国专利申请号10-2022-0063154和于2023年5月23日提交的10-2023-0066005的优先权的权益,其全部内容通过引用并入本文。本发明涉及用于制备前体的装置和方法。


背景技术:

1、随着移动设备的技术发展和需求的增加,对作为能源的二次电池的需求迅速增加。在二次电池中,具有高能量密度、高放电电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池被商业化并广泛使用。

2、锂过渡金属氧化物用作锂二次电池的正极活性材料。在锂过渡金属氧化物中,主要使用具有高工作电压和优异容量特性的作为锂钴氧化物的licoo2。然而,因为licoo2由于由脱锂导致的晶体结构失稳而具有非常差的热特性并且非常昂贵,所以在诸如电动车辆的领域中使用大量licoo2作为电源存在问题。

3、锂锰氧化物(limno2、limn2o4等)、磷酸铁锂化合物(lifepo4等)、锂镍氧化物(linio2等)等被开发为用于替代licoo2的材料。在这些材料中,对具有约200 mah/g的高可逆容量以容易地实现具有大容量的电池的锂镍氧化物的研究和开发更积极地进行。然而,与licoo2相比,linio2具有差的热稳定性,并且具有以下问题:当在充电状态下由于来自外部的压力等而发生内部短路时,正极活性材料本身分解以引起电池的爆裂和点燃。

4、因此,开发了其中镍的一部分被钴置换的lini1-αcoαo2(α=0.1-0.3)或其中部分镍被mn和co置换的镍-钴-锰(ncm)类锂复合金属氧化物作为技术方案,以维持优异的可逆容量并改善linio2的低热稳定性。此外,还提出了具有金属组成的浓度梯度的锂过渡金属氧化物,以实现优异的输出特性并解决由金属元素的洗脱等引起的稳定性问题。

5、当根据相关技术制备应用了现有共沉淀反应的ncm前体时,控制ph以制备其中控制粒子生长、一次粒子生长和球形度的前体。在前体的制备中,ph是必须要管理的参数,用于改善正极材料的性能,例如作为当烧结正极材料时均匀程度的烧结和粒子强度得到改善的效果,改善了电池性能,例如循环寿命和气体产生。

6、然而,实际上,由于ph传感器缺乏耐久性和反应器中ph值缺乏可靠性,人工进行取样并使用外部ph传感器来管理ph,因此工作的冗余和易疲劳性增加。此外,由于内部安装的ph传感器的可靠性不足以重复使用,因此ph传感器在单次使用后被丢弃,或者很可能在反应期间出现破裂和接触缺陷,这导致前体的缺陷。


技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的一个方面是提供能够提高ph分析可靠性的用于制备前体的装置和方法。

3、技术方案

4、根据本发明的一个实施方案的用于制备前体的装置是通过使原料进行共沉淀反应以制备前体的用于制备前体的装置,所述装置包括:

5、共沉淀反应罐,其中容纳包含反应物和剩余物的容纳材料;和

6、测量所述剩余物的ph的ph测量系统,

7、其中所述ph测量系统包括:

8、过滤器,所述过滤器设置在所述共沉淀反应罐内部并且从所述容纳材料中过滤所述剩余物;和

9、ph测量部,所述ph测量部设置在所述共沉淀反应罐外部以测量通过所述过滤器过滤的剩余物的ph。

10、根据本发明的一个实施方案的用于制备前体的方法是通过使原料进行共沉淀反应以制备前体的用于制备前体的方法,所述方法包括:

11、容纳工序:在共沉淀反应罐中容纳原料,所述原料形成包含反应物和剩余物的容纳材料;和

12、ph测量工序:测量所述剩余物的ph,

13、其中所述ph测量工序包括:

14、过滤工序:通过设置在所述共沉淀反应罐内部的过滤器从所述容纳材料中过滤所述剩余物;和

15、测量工序:通过设置在所述共沉淀反应罐外部的ph测量部测量通过所述过滤器过滤的剩余物的ph。

16、有益效果

17、根据本发明,在应用于通过共沉淀反应制备前体的用于制备前体的装置的ph测量系统中,ph测量部可以被配置为能够测量共沉淀反应罐外部的ph,使得防止测量ph的ph传感器破裂,以提高分析可靠性并降低ph传感器的破裂成本。



技术特征:

1.一种被配置为使原料进行共沉淀反应以制备前体的用于制备前体的装置,所述装置包括:

2.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括连接管,所述连接管具有:

3.根据权利要求2所述的装置,其中所述ph测量部包括:

4.根据权利要求3所述的装置,其中所述ph传感器竖直地穿过所述缓冲罐并且具有设置在所述缓冲罐内部的下部。

5.根据权利要求4所述的装置,其中所述ph测量部还包括固定部,所述固定部被配置为将所述ph传感器固定到所述缓冲罐。

6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述固定部具有限定在其中并且被所述ph传感器穿过的通孔,并且

7.根据权利要求3所述的装置,所述装置还包括设置在所述连接管上的剩余物移动泵,以将所述剩余物从所述过滤器移动到所述缓冲罐。

8.根据权利要求3所述的装置,其中所述ph测量部还包括:

9.根据权利要求8所述的装置,其中所述ph测量部还包括水位传感器,所述水位传感器被配置为测量容纳在所述缓冲罐中的所述剩余物和所述清洁水中的每一者的水位。

10.根据权利要求1所述的装置,其中所述过滤器被提供为金属过滤器。

11.根据权利要求1所述的装置,所述装置还包括:

12.一种通过使原料进行共沉淀反应以制备前体的用于制备前体的方法,所述方法包括:

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述测量工序包括:

14.根据权利要求13所述的方法,其中,在所述剩余物容纳工序中,所述剩余物通过设置在所述连接管上的剩余物移动泵从所述过滤器移动到所述缓冲罐。

15.根据权利要求13所述的方法,其中所述测量工序包括:

16.根据权利要求15所述的方法,其中,在所述清洁水引入工序中,引入所述清洁水,使得所述清洁水的水位高于已经通过所述剩余物容纳工序引入所述缓冲罐中的所述剩余物的水位。

17.根据权利要求12所述的方法,所述方法还包括:


技术总结
本发明涉及用于制备前体的装置和方法。根据本发明的用于制备前体的装置是通过使原料进行共沉淀反应以制备前体的用于制备前体的装置,所述装置包括:共沉淀反应罐,其中容纳包含反应物和剩余物的容纳材料;和测量所述剩余物的pH的pH测量系统,其中所述pH测量系统包括:过滤器,所述过滤器设置在所述共沉淀反应罐内部并且从所述容纳材料中过滤所述剩余物;和pH测量部,所述pH测量部设置在所述共沉淀反应罐外部以测量通过所述过滤器过滤的剩余物的pH。

技术研发人员:金佑玹,卢准湖,金成培,文畅晙
受保护的技术使用者:株式会社LG化学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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