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巖征儀器鎳鐵錳三元前驅(qū)體合成具體介紹

 更新時間:2025-05-27 點擊量:206
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:


  1. 溶液配制

    • 配制金屬鹽溶液,將硫酸鎳、硫酸錳溶于純水,形成金屬鹽混合溶液 A。鐵源可選擇硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵、草酸亞鐵中的一種或幾種,將其與絡(luò)合劑配制成混合溶液 B。絡(luò)合劑可選用 EDTA、EDTA2Na、檸檬酸、檸檬酸鈉中的一種或幾種,鐵離子濃度一般控制在 0.5 - 1.5mol/L,絡(luò)合劑濃度為 1 - 10g/L,并向溶液中加入適量稀硫酸調(diào)節(jié) pH,以防止亞鐵離子氧化。

  2. 反應(yīng)釜準備: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。

  3. 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。

  4. 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。



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