本发明专利技术公开了一种羟基氧化钴的制备方法。本方法以钴盐溶液为原料，在碱性溶液中，氧化剂存在的条件下同时进行沉淀和氧化反应，沉淀物经洗涤除杂、干燥造粒、混合过筛处理，制备得D50为10～20微米的羟基氧化钴。用该羟基氧化钴制备的钴酸锂与传统四氧化三钴原料制备的钴酸锂相比，压实密度可明显提高0.2-0.3g/cm3，且容量、循环性能亦有明显改善。同时本发明专利技术技术与传统电池正极原料四氧化三钴的制备技术相比，成本低、能耗低、更加环保，具有经济与社会双重效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机化工新能源材料领域，具体涉及一种以钴化合物为活性物质的锂离子电池正极材料原料的制备方法。
技术介绍
随着便携式电子产品不断发展，对其所使用的电池也不断提出了新的要求。特别是不断涌现的智能手机和平板电脑对电池续航能力要求更高，尤其是平板电脑，大多数都采用内嵌电池设计结构，不可拆卸，电池续航能力已成为其发展软肋。钴酸锂作为一种高能量密度正极材料，是当前智能手机和平板电脑电池的主要正极材料，高压实密度是其高能量密度的主要体现。钴酸锂的生产基本上以四氧化三钴为原料，通过高温煅烧制得。经十几年的技术改进，钴酸锂压实密度由早期的3.6g/cm3提至4.0g/cm3，能量密度因此提高了近10%。但近年来，因受原料限制，钴酸锂压实密度提高有限。钴酸锂真密度为5. 05g/cm3，其压实密度仍有一定提高空间。专利CN03153572. 0公开了羟基氧化镍的电化学合成方法，专利申请 200710053996. 2公开了一种电解制备羟基氧化镍的方法及其用电解槽，专利申请 200710054762. X公开了一种电解制备羟基氧化镍钴的方法，但上述公开的方法都是基于电解制备的方法；专利申请201110031535公开了一种覆Y -羟基氧化钴球形氢氧化镍正极材料的制备方法，专利申请200710054761. 5公开了一种电解包覆羟基氧化钴层的氢氧化镍的方法，但上述公开的方法是首先将氢氧化钴包覆在氢氧化镍表面，然后在进行化学或电解的方法对氢氧化钴进行氧化至羟基氧化钴。单独制备羟基氧化钴产品的工艺未见报道。
技术实现思路
针对现有四氧化三钴作为原料对钴酸锂的压实密度提升困难的技术缺陷，本专利技术的目的在于公开一种钴酸锂新型原料的制备方法。采用液相氧化反应法制备的羟基氧化钴为原料合成的钴酸锂与传统四氧化三钴原料合成的钴酸锂相比，压实密度可明显提高 0. 2-0. 3g/cm3，而且该方法比现有羟基氧化钴的制备方法简单，成本低。本专利技术公开的包括以下步骤1)原料准备以氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中一种或多种混合溶液为原料，溶液中钴离子浓度为0. 5 2. Omol/L ；碱性溶液为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液中的一种或多种混合液，氢氧根浓度为3. 0 6. Omol/L。2)沉淀反应碱性溶液加入反应釜中，同时加入钴盐溶液和氧化剂，同时进行沉淀和氧化反应，控制反应温度为40 70°C，氧化剂用量理论值的1. 2 10倍，反应时间为 3 10小时，反应终点？11值> 12。3)洗涤除杂上述沉淀物过滤后，用去离子水洗涤，除去溶于水的阴阳离子，再用纯水制得固液比为11 14的含羟基氧化钴的浆料；4)干燥造粒将上述浆料打入喷雾干燥器或流化床干燥器进行干燥造粒；5)混合过筛将干燥造粒的羟基氧化钴放入混合机中进行混合，再过筛制得D50 为10 20微米的羟基氧化钴成品前述的，其特征在于步骤2、所述的氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、空气、臭氧中的一种或几种混合物。前述的，其特征在于步骤4)所述的干燥造粒控制温度 80 120°C。本专利技术公开的采用液相氧化反应法制备钴酸锂正极材料的新型原料——大粒径羟基氧化钴，与传统的四氧化三钴原料相比，具有以下优点(1)以大粒径羟基氧化钴为原料制备的钴酸锂压实密度可明显提高0. 2-0. 3g/cm3 ； (2)大粒径羟基氧化钴制备技术与传统电池正极原料四氧化三钴的制备技术相比，成本低、能耗低、绿色环保，具有经济与社会双重效益。具体实施例方式下文通过实施例对本专利技术进行进一步说明。实施例1 配制钴浓度为1. Omol/L的氯化钴溶液；往沉淀氧化釜中加入5L浓度为5mol/L 氢氧化钠溶液，控制反应温度60°C，搅拌速度300转/分钟，以400ml/h的流量将氯化钴溶液加入反应釜中，同时以130克/小时的速度均勻加入过硫酸钠，当反应釜内溶液pH值为 12. 5时停止加入氯化钴溶液和过硫酸钠，反应5小时后进行固液分离，固体料入洗涤釜中进行3次去离子水洗涤，然后将固体与去离子水按1 2的比例搅拌制成浆料，将该浆料按 2升/小时的速度泵入喷雾干燥器(设计蒸发水量5升/小时)中，在85°C进行干燥造粒， 干燥后产品放入混合机中，混合过筛得大粒径羟基氧化钴，取样测试结果如下表1。表 权利要求1.，其特征在于包括如下步骤1)原料准备以氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中一种或几种钴盐溶液为原料，溶液中钴离子浓度为0. 5 2. Omol/L，碱性溶液为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液中的一种或几种混合液，氢氧根浓度为3. 0 6. Omol/L ；2)沉淀反应碱性溶液加入反应釜中，加入钴盐溶液和氧化剂，同时进行沉淀和氧化反应，控制反应温度为40 70°C，氧化剂用量为理论值的1. 2 10倍，反应时间为3 10 小时，反应终点卩11值> 12 ；3)洗涤除杂上述沉淀物过滤后，用去离子水洗涤，除去溶于水的阴阳离子，再用纯水制得固液比为11 14的含羟基氧化钴的浆料；4)干燥造粒将上述浆料打入喷雾干燥器或流化床干燥器进行干燥造粒；5)混合过筛将干燥造粒的羟基氧化钴放入混合机中进行混合，再过筛制得D50为 10 20微米的羟基氧化钴成品。2.根据权利要求1所述的羟基氧化钴的制备方法，其特征在于所述的氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、空气及臭氧中的一种或几种混合物。3.根据权利要求1所述的羟基氧化钴的制备方法，其特征在于所述的干燥造粒控制温度80 120°C。全文摘要本专利技术公开了。本方法以钴盐溶液为原料，在碱性溶液中，氧化剂存在的条件下同时进行沉淀和氧化反应，沉淀物经洗涤除杂、干燥造粒、混合过筛处理，制备得D50为10～20微米的羟基氧化钴。用该羟基氧化钴制备的钴酸锂与传统四氧化三钴原料制备的钴酸锂相比，压实密度可明显提高0.2-0.3g/cm3，且容量、循环性能亦有明显改善。同时本专利技术技术与传统电池正极原料四氧化三钴的制备技术相比，成本低、能耗低、更加环保，具有经济与社会双重效益。文档编号H01M4/525GK102569785SQ20121001650公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日专利技术者刘更好, 周汉章, 唐红辉, 廖折军 申请人:佛山市邦普循环科技有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周汉章，唐红辉，刘更好，廖折军，
申请(专利权)人：佛山市邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。