本發(fā)明屬于鋰離子電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低雜質(zhì)多元前驅(qū)體的制備方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池因其具有工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電效應(yīng)小、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于便攜式電子器件、規(guī)?；瘍?chǔ)能電站和電動(dòng)汽車之中。當(dāng)前，傳統(tǒng)商業(yè)化的鋰離子電池正極材料鈷酸鋰，由于鈷作為戰(zhàn)略資源價(jià)格較高，且需要匹配高壓電解液，其技術(shù)尚不夠成熟，無(wú)法滿足未來(lái)更高比能及高功率密度鋰離子電池發(fā)展的要求?，F(xiàn)在，多元材料因其具有高容量低成本的特點(diǎn)，成為目前重要的發(fā)展方向。

動(dòng)力電池要求正極材料容量高，壽命長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)低，這三者都與材料中的雜質(zhì)含量息息相關(guān)。當(dāng)雜質(zhì)過(guò)多時(shí)，有的不參與氧化還原反應(yīng)，作為非活性物質(zhì)，降低了材料的比容量；有的破壞主晶相中的化學(xué)計(jì)量比，影響晶體結(jié)構(gòu)，降低了材料的循環(huán)壽命；有的在長(zhǎng)循環(huán)后在負(fù)極沉積，形成單質(zhì)態(tài)小顆粒，容易刺穿隔膜，給電池?zé)崾Э貛?lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)。

制造高品質(zhì)的多元正極材料應(yīng)用于動(dòng)力電池，需要嚴(yán)格控制其中的雜質(zhì)含量。除了在原材料混合、焙燒、后處理和輸送等多元材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，避免引入過(guò)多雜質(zhì)外，還必須從原材料出發(fā)，從源頭嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量。多元材料的主要原料之一就是多元前驅(qū)體，大部分廠家生產(chǎn)多元前驅(qū)體使用液相共沉淀技術(shù)，液相共沉淀技術(shù)最為關(guān)鍵的工藝是：沉淀，洗滌和烘干，其中沉淀和洗滌尤為關(guān)鍵，直接影響產(chǎn)品的物化性能；在共沉淀過(guò)程中引入的大量SO₄^2-等鹽離子和Na⁺，并從上游硫酸鹽等鹽、氫氧化鈉等沉淀劑原料中帶來(lái)微量的Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Zn²⁺、Cl^-和S等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)對(duì)于多元正極材料應(yīng)用于動(dòng)力電池都是負(fù)面有害的，必須通過(guò)有效手段使附著在表面的雜質(zhì)離子與多元前驅(qū)體分離，達(dá)到降低多元前驅(qū)體中雜質(zhì)含量的目的?，F(xiàn)有技術(shù)多是通過(guò)洗滌的方式來(lái)去除雜質(zhì)。

中國(guó)專利CN 102324514A公開(kāi)了“一種鋰離子電池用多元正極材料用前驅(qū)體的制備方法”，采用硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳溶液配制金屬離子的總濃度為1.0-2.5mol/L的溶液，并分別配制0.5-2.0mol/L的氫氧化鈉溶液和0.5-1.2mol/L的氨水溶液。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將上述溶液連續(xù)加入反應(yīng)釜中，控制pH值10.5-11.8，攪拌速度600-900rpm，溫度30-60℃。反應(yīng)產(chǎn)物溢出進(jìn)入陳化反應(yīng)釜，經(jīng)30-180分鐘陳化后，利用氨水溶液洗滌，并進(jìn)入高壓反應(yīng)釜中，控制溫度和氧含量進(jìn)行反應(yīng)，過(guò)濾，產(chǎn)物經(jīng)純水洗滌和微波干燥后，得到氧化程度均一的鎳鈷錳氧化物前驅(qū)體。

中國(guó)專利CN 103342395A公開(kāi)了“一種低硫多元前驅(qū)體的制備方法”，將硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳溶液，氫氧化鈉溶液，氨水溶液同時(shí)通入反應(yīng)釜中攪拌，進(jìn)行化學(xué)結(jié)晶，得到多元前驅(qū)體。將所得多元前驅(qū)體過(guò)濾脫除母液后轉(zhuǎn)至渦輪攪拌堿洗槽中，水浴加熱攪拌過(guò)濾。用板框過(guò)濾洗滌產(chǎn)品，至洗滌溶液中水電導(dǎo)率≤20us/cm。洗滌干燥物料經(jīng)回轉(zhuǎn)窯快速干燥篩分后，得低硫多元前驅(qū)體，所得低硫三元前驅(qū)體的S雜質(zhì)含量小于2000ppm。

中國(guó)專利CN 103545503B公開(kāi)了“一種低鐵含量的三元前驅(qū)體的制備方法”，將鎳鹽、鈷鹽、錳鹽與加過(guò)除鐵劑的堿性水溶液、絡(luò)合劑連續(xù)添加到反應(yīng)釜中，并不斷攪拌；控制反應(yīng)體系pH為8.0-12.50，保持惰性氣體流量為0.5-1.0L/min、攪拌速度500～1500r/min、溫度30-80℃，反應(yīng)產(chǎn)物溢出自然流入陳化反應(yīng)釜，控制氨含量為0.1-5mol/L條件下陳化40-120min；陳化后的料漿加入堿調(diào)節(jié)pH值至10-13，攪拌1-2h，在離心機(jī)中洗滌甩干至pH值小于10時(shí)為止，干燥后得低鐵含量的球形三元正極材料前驅(qū)體。

中國(guó)專利CN 103482711B公開(kāi)了“一種超聲輔助制備鋰離子電池三元正極材料前驅(qū)體的方法”，在超聲環(huán)境下，以pH值為2.0-3.0的硫酸溶液配制含有硫酸鎳、硫酸錳和硫酸鈷的金屬鹽溶液，溶液中金屬離子總濃度為1.0-4.0mol/L；用純水配制氫氧化鈉與氨水的氨堿混合溶液，其中氫氧化鈉溶液的濃度為2.0-5.0mol/L，氨水的濃度為0.2-3.0mol/L；在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，使金屬鹽溶液與氨堿混合溶液在控制結(jié)晶反應(yīng)釜中發(fā)生連續(xù)的共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中采用機(jī)械攪拌、超聲輔助的方式，控制反應(yīng)體系的pH值為9.0-12.0、機(jī)械攪拌速度為600-900r/min、超聲頻率在20-40kHz，超聲功率為100-800W，溫度為40-70℃，反應(yīng)產(chǎn)物隨母液溢出；將溢流口溢出的鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物沉淀直接通入純水中，并置于超聲環(huán)境中，間隔一定時(shí)間洗滌抽濾；真空干燥，得到鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物前驅(qū)體。

在現(xiàn)有的多元前驅(qū)體的制備技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)多元前驅(qū)體與雜質(zhì)離子的分離，都是采用大量堿液或者純水對(duì)前驅(qū)體的反復(fù)洗滌、過(guò)濾，通過(guò)洗滌液對(duì)前驅(qū)體表面吸附雜質(zhì)的陰離子和陽(yáng)離子多次溶解，但氫氧化物前驅(qū)體吸附性能較強(qiáng)，洗滌過(guò)程不能徹底將夾雜的Na⁺和SO₄^2-等雜質(zhì)離子有效去除，即便通過(guò)改進(jìn)的超聲洗滌和離心洗滌等輔助洗滌手段，每次也僅能一定比例上降低多元前驅(qū)體中的雜質(zhì)離子的含量，而且還需要反復(fù)洗滌，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，在多次洗滌后仍不能有效將多元前驅(qū)體和雜質(zhì)有效分離；并且，現(xiàn)有工藝對(duì)水的使用量較大，對(duì)水的純度要求較高，通常為去離子水或純水，這樣會(huì)產(chǎn)生大量的廢液，必須要配備完善的廢液處理系統(tǒng)，增加了生產(chǎn)成本，而且處理不徹底的廢液還會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響和破壞，有悖于現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下節(jié)能環(huán)保的理念。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還沒(méi)有有效地解決辦法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供了一種低雜質(zhì)多元前驅(qū)體的制備方法，將多元前驅(qū)體和雜質(zhì)離子進(jìn)行電磁分離和除磁粉處理，制成的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中雜質(zhì)含量明顯降低，而且避免了洗滌過(guò)濾步驟的繁瑣，減少了水的用量和廢液的處理負(fù)擔(dān)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種低雜質(zhì)多元前驅(qū)體的制備方法，包括如下步驟；

(1)將三元混合金屬鹽溶液A，與沉淀劑、絡(luò)合劑同時(shí)加入反應(yīng)釜中攪拌，共沉淀后得到前驅(qū)體混懸液B；

(2)將步驟(1)中前驅(qū)體混懸液B導(dǎo)入電磁分離罐持續(xù)攪拌，進(jìn)行勵(lì)磁，建立不同方向的磁場(chǎng)，逐步分離去除前驅(qū)體混懸液B中的陰、陽(yáng)雜質(zhì)離子，得到前驅(qū)體混懸液D；

(3)將步驟(2)中的前驅(qū)體混懸液D進(jìn)行過(guò)濾、烘干和篩分，得到低雜質(zhì)含量的多元前驅(qū)體產(chǎn)品；

其中，步驟(3)制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中雜質(zhì)離子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Cl^-的含量均在30ppm以下，硫雜質(zhì)的含量在1000ppm以下。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，三元混合金屬鹽溶液A為可溶性的鎳鹽、鈷鹽、錳/鋁鹽的無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽，其無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽包含硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽或鹽酸鹽中的一種或幾種的混合物，濃度為0.5-2.5mol/L；

沉淀劑為氫氧化鈉、乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鈉、乳酸鈉、酒石酸鈉的一種或幾種的混合物，優(yōu)選氫氧化鈉，濃度為1-3mol/L；

絡(luò)合劑為NH₃·H₂O、NaOH、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉或LiOH溶液中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選NH₃·H₂O溶液，濃度為0.5-2.0mol/L。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，共沉淀的反應(yīng)、形核、長(zhǎng)大和陳化的時(shí)間為10-30h，反應(yīng)釜的PH控制在10.5-13.5，反應(yīng)溫度控制在40-80℃。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中反應(yīng)釜為雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中反應(yīng)釜中加入中氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，電磁分離罐的罐外壁纏繞勵(lì)磁線圈，線圈能通順時(shí)針和逆時(shí)針直流電，從上到下纏繞逐漸由疏松至緊密，在電磁分離罐的罐內(nèi)產(chǎn)生非均勻磁場(chǎng)。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，電磁分離罐的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍為1-12000Oe。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，電磁分離罐內(nèi)攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)方向與勵(lì)磁線圈的電流方向相反，產(chǎn)生非均勻磁場(chǎng)；原本與前驅(qū)體一起運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子在非均勻磁場(chǎng)中受洛倫茲力的作用，被約束至聚集區(qū)內(nèi)做螺線運(yùn)動(dòng)，且隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，螺線半徑逐漸減??；使陽(yáng)離子和前驅(qū)體分離。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，電磁分離罐內(nèi)陽(yáng)離子抽出后，攪拌方向不變，變換電流方向，產(chǎn)生反向非均勻磁場(chǎng)，陰離子在非均勻磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用，被約束至聚集區(qū)內(nèi)做螺線運(yùn)動(dòng)，且隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，螺線半徑逐漸減少；使陰離子和前驅(qū)體分離。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，不同方向磁場(chǎng)的勵(lì)磁時(shí)間均為1-60min。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，電磁分離罐的罐底部配置抽離管加過(guò)濾膜；開(kāi)啟底部抽液管時(shí)，將聚集區(qū)的雜質(zhì)離子溶液間斷抽離出來(lái)，并同時(shí)間斷補(bǔ)充去離子水。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，補(bǔ)充去離子水的速率與雜質(zhì)離子溶液抽離的流速相同。保證抽離與補(bǔ)充的流速相同，這樣可以確保罐內(nèi)液體總量恒定，保證液體中各位置有較穩(wěn)定的線速度，保證帶電離子運(yùn)動(dòng)半徑變化較小，便于電磁分離。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)和步驟(2)中，攪拌所用的攪拌槳為雙層攪拌槳，上層推進(jìn)式攪拌，下層槳式攪拌。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)和步驟(2)中，攪拌為持續(xù)勻速攪拌線速度為0.10-2.5m/s。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中烘干溫度為60-80℃，烘干時(shí)間為12-24小時(shí)。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品的化學(xué)通式為Ni_xCo_yMn_z(OH)₂或Ni_xCo_yAl_z(OH)₂，其中，0.30≤x≤0.90，0.05≤y≤0.35，0.05≤z≤00.35，且x+y+z＝1。

進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，篩分后再進(jìn)行除磁性粉末步驟，用磁選機(jī)對(duì)整個(gè)制備過(guò)程中引入的磁性雜質(zhì)進(jìn)行去除。

進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，磁選機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍為1-12000Oe。

進(jìn)一步地，去除雜質(zhì)磁性粉末后，制成的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中磁性雜質(zhì)含量以磁性鐵計(jì)，含量在200ppb以下。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明與多次用水洗滌/堿水洗滌的方法相比，大大簡(jiǎn)化了分離多元前驅(qū)體中所含雜質(zhì)離子的步驟；大量減少了水的用量和污水的處理量；

2、本發(fā)明采用在雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)的反應(yīng)釜，通過(guò)控制攪拌速度、pH值、反應(yīng)時(shí)間等工藝條件，使母液從流體力學(xué)滿足混合和反應(yīng)效果，防止反應(yīng)釜中溶液出現(xiàn)局部堿度過(guò)低的情況，減少了堿式硫酸鎳的生成，降低了硫雜質(zhì)的含量；

3、采用磁場(chǎng)約束帶電離子的方法進(jìn)行物理方法分離，不產(chǎn)生新的化學(xué)反應(yīng)，沒(méi)有引入新的雜質(zhì)；

4、本發(fā)明有效去除了帶電離子(陰離子和陽(yáng)離子)，在去除陽(yáng)離子的同時(shí)，為了保證前驅(qū)體與母液的電中性，也進(jìn)行了陰離子的去除，實(shí)現(xiàn)了多元前驅(qū)體與陰離子、陽(yáng)離子雜質(zhì)的分離；

5、本發(fā)明引入的除磁粉步驟不僅有效去除了磁性雜質(zhì)，保證了沒(méi)有磁性雜質(zhì)的引入；并進(jìn)一步降低了雜質(zhì)離子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Cl^-和S的含量；制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中雜質(zhì)離子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Cl^-的含量均在30ppm以下，硫雜質(zhì)的含量在1000ppm以下；磁性粉末雜質(zhì)中以磁性鐵的含量計(jì)，含量在200ppb以下；

6、本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單高效，低成本，低污染，節(jié)能環(huán)保，制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中雜質(zhì)含量較低，滿足了鋰離子電池用正極材料要求，適合于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1示例性地示出了本發(fā)明制備方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的技術(shù)方案包含但不限于下述實(shí)施例的內(nèi)容。

本發(fā)明一種低雜質(zhì)多元前驅(qū)體的制備方法，如圖1所示，包括如下步驟；

(1)將鎳鹽、鈷鹽和錳/鋁鹽的無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽的溶液混合，得到三元混合金屬鹽溶液A；三元混合金屬鹽溶液A中加入沉淀劑和絡(luò)合劑，合流混合后得到母液，將母液加入反應(yīng)釜中，用攪拌槳攪拌，反應(yīng)、形核、長(zhǎng)大和陳化，反應(yīng)、形核、長(zhǎng)大和陳化的時(shí)間為10-30h，反應(yīng)釜的PH控制在10.5-13.5，反應(yīng)溫度控制在40-80℃，得到前驅(qū)體混懸液B；

其中，三元混合金屬鹽溶液A的濃度為0.5-2.5mol/L，沉淀劑的濃度為1-3mol/L，絡(luò)合劑的濃度為0.5-2.0mol/L；如三元混合金屬鹽溶液A的濃度為2mol/L，沉淀劑的濃度為2mol/L，絡(luò)合劑的濃度為1mol/L；

(2)將步驟(1)中前驅(qū)體混懸液B和母液導(dǎo)入電磁分離罐中，用攪拌槳攪拌，開(kāi)啟反向勵(lì)磁，勵(lì)磁時(shí)間為1-60min，優(yōu)選20-30min，電磁分離罐的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍為1-12000Oe，約束殘余陽(yáng)離子，抽離，得到去除陽(yáng)離子雜質(zhì)的前驅(qū)體混懸液C，陽(yáng)離子雜質(zhì)溶液處理后排放；繼續(xù)攪拌前驅(qū)體混懸液C和母液，開(kāi)啟正向勵(lì)磁，勵(lì)磁時(shí)間為1-60min，優(yōu)選20-30min，電磁分離罐的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍為1-12000Oe，約束殘余陰離子，抽離，得到去除陰離子雜質(zhì)的前驅(qū)體混懸液D，陰離子雜質(zhì)溶液處理后排放。

(3)將步驟(2)中的前驅(qū)體混懸液D過(guò)濾，得到前驅(qū)體沉淀和殘余濾液，殘余濾液處理后排放；將前驅(qū)體沉淀烘干，烘干溫度為60-80℃，烘干時(shí)間為12-24小時(shí)，得到前驅(qū)體板結(jié)料，篩分，得到前驅(qū)體粉末，再進(jìn)行除磁性粉末步驟(即除磁粉)，用磁選機(jī)對(duì)整個(gè)制備過(guò)程中引入的磁性雜質(zhì)進(jìn)行去除，磁選機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)范圍為1-12000Oe；得到去除雜質(zhì)的多元前驅(qū)體產(chǎn)品，并收集分離出的磁性粉末雜質(zhì)，集中回收處理；

其中，步驟(4)制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中雜質(zhì)離子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Cl^-的含量均在30ppm以下，硫雜質(zhì)的含量在1000ppm以下；多元前驅(qū)體產(chǎn)品中磁性雜質(zhì)含量以磁性鐵計(jì)，含量在200ppb以下。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中反應(yīng)釜為雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)。

更加優(yōu)選地，所述步驟(1)中反應(yīng)釜中加入中氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣。

更加優(yōu)選地，所述步驟(2)中，電磁分離罐的罐外壁纏繞勵(lì)磁線圈，線圈能通順時(shí)針和逆時(shí)針直流電，從上到下纏繞逐漸由疏松至緊密，在電磁分離罐的罐內(nèi)產(chǎn)生非均勻磁場(chǎng)。

更加優(yōu)選地，所述電磁分離罐內(nèi)攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)方向與勵(lì)磁線圈的電流方向相反，產(chǎn)生非均勻磁場(chǎng)；原本與前驅(qū)體一起運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子在非均勻磁場(chǎng)中受洛倫茲力的作用，被約束至聚集區(qū)內(nèi)做螺線運(yùn)動(dòng)，且隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，螺線半徑逐漸減小；使陽(yáng)離子和前驅(qū)體分離。

更加優(yōu)選地，所述電磁分離罐內(nèi)陽(yáng)離子抽出后，攪拌方向不變，變換電流方向，產(chǎn)生反向非均勻磁場(chǎng)，陰離子在非均勻磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用，被約束至聚集區(qū)內(nèi)做螺線運(yùn)動(dòng)，且隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，螺線半徑逐漸減少；使陰離子和前驅(qū)體分離。

更加優(yōu)選地，所述步驟(2)中，電磁分離罐的罐底部配置抽離管加過(guò)濾膜；開(kāi)啟底部抽液管時(shí)，將聚集區(qū)的雜質(zhì)離子溶液間斷抽離出來(lái)，并同時(shí)間斷補(bǔ)充去離子水；補(bǔ)充去離子水的速率與雜質(zhì)離子溶液抽離的流速相同。保證抽離與補(bǔ)充的流速相同，這樣可以確保罐內(nèi)液體總量恒定，保證液體中各位置有較穩(wěn)定的線速度，保證帶電離子運(yùn)動(dòng)半徑變化較小，便于電磁分離。

更加優(yōu)選地，所述步驟(1)和步驟(2)中，攪拌槳為雙層攪拌槳，上層推進(jìn)式攪拌，下層槳式攪拌；攪拌為持續(xù)勻速攪拌；攪拌的線速度為0.10-2.5m/s。

更加優(yōu)選地，所述步驟(3)制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品的化學(xué)通式為Ni_xCo_yMn_z(OH)₂或Ni_xCo_yAl_z(OH)₂，其中，0.30≤x≤0.90，0.05≤y≤0.35，0.05≤z≤0.35，且x+y+z＝1；如Ni_0.7Co_0.15Mn_0.15(OH)₂。

更加優(yōu)選地，所述可溶性的鎳鹽、鈷鹽和錳/鋁鹽的無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽包含硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽或鹽酸鹽中的一種或幾種的混合物。

更加優(yōu)選地，所述沉淀劑包含氫氧化鈉、乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鈉、乳酸鈉、酒石酸鈉的一種或幾種，優(yōu)選氫氧化鈉。

更加優(yōu)選地，所述絡(luò)合劑包含NH₃·H₂O、NaOH、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉或LiOH溶液中的一種或幾種，優(yōu)選NH₃·H₂O溶液。

實(shí)施例1

將鎳、鈷、錳/鋁的硫酸鹽混合溶液A、氫氧化鈉溶液、氨水溶液三種溶液同時(shí)通入雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜中攪拌，物料在反應(yīng)釜中50℃停留15小時(shí)，溶液pH值為11.0，將全部懸濁液導(dǎo)入至電磁分離罐，開(kāi)啟分離罐攪拌，開(kāi)啟勵(lì)磁至2000Oe，20分鐘，抽出含有雜質(zhì)陽(yáng)離子的溶液，并以抽液相同流速不斷補(bǔ)充去離子水。將分離雜質(zhì)陽(yáng)離子后的三元前驅(qū)體懸濁液繼續(xù)攪拌，開(kāi)啟分離罐攪拌，開(kāi)啟勵(lì)磁至2000Oe，20分鐘，抽出含有雜質(zhì)陰離子的溶液，并以抽液相同流速不斷補(bǔ)充去離子水。對(duì)進(jìn)行完雜質(zhì)離子電磁分離后的前驅(qū)體進(jìn)行過(guò)濾、烘干、篩分。檢驗(yàn)三元前驅(qū)體中鈉含量為20ppm，鈣含量為20ppm，鎂含量為15ppm，鐵含量為10ppm，銅含量為5ppm，鋅含量為5ppm，氯含量為5ppm，硫含量為800ppm。

實(shí)施例2

將鎳、鈷、錳/鋁的硫酸鹽混合溶液A、氫氧化鈉溶液、氨水溶液三種溶液同時(shí)通入雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜中攪拌，物料在反應(yīng)釜中50℃停留15小時(shí)，溶液pH值為11.0，將全部懸濁液導(dǎo)入至電磁分離罐，開(kāi)啟分離罐攪拌，開(kāi)啟勵(lì)磁至2000Oe，20分鐘，抽出含有雜質(zhì)陽(yáng)離子的溶液，并以抽液相同流速不斷補(bǔ)充去離子水。將分離雜質(zhì)陽(yáng)離子后的三元前驅(qū)體懸濁液繼續(xù)攪拌，開(kāi)啟電磁分離罐攪拌，開(kāi)啟勵(lì)磁至2000Oe，20分鐘，抽出含有雜質(zhì)陰離子的溶液，并以抽液相同流速不斷補(bǔ)充去離子水。對(duì)進(jìn)行完雜質(zhì)離子電磁分離后的前驅(qū)體進(jìn)行過(guò)濾、烘干、篩分。開(kāi)啟磁選機(jī)，磁場(chǎng)12000Oe，三元前驅(qū)體中的磁性異物被吸附至磁柵上，實(shí)現(xiàn)磁性異物分離。檢驗(yàn)三元前驅(qū)體中磁性鐵的含量為100ppb。

對(duì)比例1

將鎳、鈷、錳(鋁)的硫酸鹽混合溶液A、氫氧化鈉溶液、氨水溶液三種溶液同時(shí)通入雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜中攪拌，物料在反應(yīng)釜中50℃停留15小時(shí)，溶液pH值為11.0，將全部懸濁液過(guò)濾、烘干、篩分、除磁粉。檢驗(yàn)三元前驅(qū)體中鈉含量為500ppm，鈣含量為500ppm，鎂含量為300ppm，鐵含量為150ppm，銅含量為50ppm，鋅含量為50ppm，氯含量為50ppm，硫含量為4000ppm。

對(duì)比例2

將鎳、鈷、錳(鋁)的硫酸鹽混合溶液A、氫氧化鈉溶液、氨水溶液三種溶液同時(shí)通入雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜中攪拌，物料在反應(yīng)釜中50℃停留15小時(shí)，溶液pH值為11.0，將全部懸濁液過(guò)濾，并利用去離子水洗滌過(guò)濾6遍后，進(jìn)行烘干、篩分、除磁粉處理。檢驗(yàn)三元前驅(qū)體中鈉含量為50ppm，鈣含量為50ppm，鎂含量為30ppm，鐵含量為20ppm，銅含量為5ppm，鋅含量為5ppm，氯含量為10ppm，硫含量為2000ppm。

對(duì)比例3

將鎳、鈷、錳(鋁)的硫酸鹽混合溶液A、氫氧化鈉溶液、氨水溶液三種溶液同時(shí)通入雙層內(nèi)筒結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜中攪拌，物料在反應(yīng)釜中50℃停留15小時(shí)，溶液pH值為11.0，將全部懸濁液導(dǎo)入至電磁分離罐，開(kāi)啟分離罐攪拌，開(kāi)啟勵(lì)磁至2000Oe，20分鐘，抽出含有雜質(zhì)陽(yáng)離子的溶液，并以抽液相同流速不斷補(bǔ)充去離子水。將分離雜質(zhì)陽(yáng)離子后的三元前驅(qū)體懸濁液繼續(xù)攪拌，開(kāi)啟分離罐攪拌，開(kāi)啟勵(lì)磁至2000Oe，20分鐘，抽出含有雜質(zhì)陰離子的溶液，并以抽液相同流速不斷補(bǔ)充去離子水。對(duì)進(jìn)行完雜質(zhì)離子電磁分離后的前驅(qū)體進(jìn)行過(guò)濾、烘干、篩分。檢驗(yàn)三元前驅(qū)體中磁性鐵的含量為900ppb。

下面對(duì)上述實(shí)施例和對(duì)比例中含有的雜質(zhì)進(jìn)行比較，如表1所示，其中，Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-和硫元素的含量單位均為ppm，磁性鐵的含量單位為ppb(1ppb＝1×10^-3ppm)；結(jié)果分析如下：

將實(shí)施例1同對(duì)比例1和對(duì)比例2的雜質(zhì)含量比較可知(磁性鐵含量未做測(cè)定)，實(shí)施例1較對(duì)比例1中雜質(zhì)Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-的含量減少了不止一個(gè)數(shù)量級(jí)，之中，硫的含量減少幅度最為明顯。實(shí)施例1較對(duì)比例2中雜質(zhì)Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-的含量均有所降低，之中，硫的含量減少幅度較為明顯；因?qū)Ρ壤?中加入了除磁粉的步驟，證明除磁粉步驟對(duì)于雜質(zhì)的去除效果明顯，但其雜質(zhì)含量仍高于本發(fā)明中的雜質(zhì)含量，證明除去引入的除磁粉步驟外，本發(fā)明的工藝仍優(yōu)于引入了除磁粉步驟的其他工藝。

將實(shí)施例2同對(duì)比例3的雜質(zhì)含量比較可知，是否有引入除磁粉步驟，對(duì)于磁性粉末雜質(zhì)的含量影響較大，相差有9倍之多，可見(jiàn)，除磁粉步驟對(duì)于磁性鐵雜質(zhì)的去除，效果明顯。

表1、分離前后前驅(qū)體中雜質(zhì)含量比較

本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例和對(duì)比例的比較，驗(yàn)證了本發(fā)明的方法優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，采用電磁分離罐對(duì)前驅(qū)體中雜質(zhì)離子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-和S進(jìn)行了一次去除，并采用磁粉步驟對(duì)雜質(zhì)離子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cl^-和S進(jìn)行了二次去除，并同時(shí)去除了磁性雜質(zhì)，本發(fā)明的工藝制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中，Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Cl^-的含量均在30ppm以下；硫雜質(zhì)的含量在1000ppm以下；磁性粉末雜質(zhì)以磁性鐵的含量計(jì)，磁性鐵的含量在200ppb以下。

本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、高效、節(jié)能、環(huán)保、低成本、低污染，制得的多元前驅(qū)體產(chǎn)品中雜質(zhì)含量較低，滿足了鋰離子電池用正極材料要求，適合于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。

對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，具體實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)方式不受上述方式的限制。本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。