CN110828791A - 一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法 - Google Patents

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赵述明
张秀英
王茹
董梅
段建军
王文鹏
范桂芳
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Abstract

本发明公开了一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法，属于冶金领域，解决了覆钴正极材料包覆反应过程中所生成的氢氧化钴极易被氧化的问题。本发明包括以下步骤：A、向硫酸钴溶液中加入亚硫酸钠，加入量为1‑2kg/m³，持续搅拌0.5‑2小时后备用；B、向反应釜中配置好的反应底液中加入亚硫酸钠，加入量为2‑4kg/m³，持续搅拌0.5‑2小时后备用；C、将氢氧化钠溶液和步骤A所得的加入亚硫酸钠的硫酸钴溶液，同时加入步骤B所得的加入亚硫酸钠的反应底液进行覆钴包覆反应。本发明通过在硫酸钴溶液和反应底液中分别加入适量的亚硫酸钠，能够在覆钴正极材料包覆反应过程中，有效防止反应生成的氢氧化钴发生氧化。

Description

一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法
技术领域
本发明属于冶金领域，具体涉及一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法。
背景技术
覆钴正极材料主要用于镍氢、镍镉二次电池及动力电池的新能源材料，其通过包覆反应在球形Ni(OH)2颗粒表面形成一层Ni(OH)2，提高材料的电化学过程中电荷和物质交换能力，最终获得满足镍氢动力电池工况要求的高性能正极材料。
覆钴正极材料是通过化学沉淀法，将硫酸钴和氢氧化钠同时加入到由纯水和氨水组成的底液中，在球形氢氧化镍表面，通过硫酸钴和氢氧化钠化学沉淀反应，均匀包覆一层氢氧化钴。覆钴正极材料包覆反应过程中所生成的氢氧化钴极易与空气局部氧化为氢氧化高钴、氧化钴或四氧化三钴，并夹杂在覆钴征集材料表面的氢氧化钴包覆层中，严重影响材料的电性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法，以解决覆钴正极材料包覆反应过程中所生成的氢氧化钴极易被氧化的问题。
本发明的技术方案是：一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法，采用亚硫酸钠防止包覆反应过程中生成的氢氧化钴发生氧化，具体包括以下步骤：
A、向硫酸钴溶液中加入亚硫酸钠，加入量为1-2kg/m³，开启搅拌，持续搅拌0.5-2小时后备用；
B、向反应釜中配置好的由纯水和氨水组成的底液中加入亚硫酸钠，加入量为2-4kg/m³，开启搅拌，持续搅拌0.5-2小时后备用；
C、将氢氧化钠溶液和步骤A所得的加入亚硫酸钠的硫酸钴溶液，同时加入步骤B所得的加入亚硫酸钠的反应底液进行覆钴包覆反应。通过化学沉淀反应，均匀包覆一层氢氧化钴，避免反应过程中生成的氢氧化钴发生氧化。
亚硫酸钠为易溶盐类，搅拌时间控制在0.5-2h可完全溶解。申请人经过长期工艺摸索，并考虑到生产成本，确定了适宜的加入量。
本发明的有益效果是：亚硫酸钠具有较强的还原性，通过在硫酸钴溶液和反应底液中分别加入适量的亚硫酸钠，能够在覆钴正极材料包覆反应过程中，有效防止反应生成的氢氧化钴发生氧化；由于包覆反应是硫酸钴和氢氧化钠发生化学沉淀反应，加入亚硫酸钠不会带入其他杂质，且亚硫酸钠为中性盐类，加入不会对化学反应pH值产生影响，因此选择亚硫酸钠作为包覆反应过程的防氧化剂；该方法具有操作简便、防氧化效果好的优点。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何形式限制本发明。
以下实施例中所使用的底液由纯水和氨水组成，通常的体积比15:1。
实施例1、一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法，其具体步骤如下：
A、向硫酸钴溶液中加入亚硫酸钠，加入量为1kg/m³，开启搅拌，持续搅拌0.5小时后备用；
B、向反应釜中配置好的底液加入亚硫酸钠，加入量为2kg/m³，开启搅拌，持续搅拌0.5小时后备用；
C、使用步骤A所得的加入亚硫酸钠的硫酸钴溶液和和氢氧化钠溶液，同时加入步骤B所得的加入亚硫酸钠的反应底液进行覆钴包覆反应，通过化学沉淀反应，均匀包覆一层氢氧化钴。反应后物料颜色为翠绿色，说明生成物为二价氢氧化钴，确定物料未发生氧化而形成三价氢氧化钴。
实施例2、一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法，其具体步骤如下：
A、向硫酸钴溶液中加入亚硫酸钠，加入量为1.5kg/m³，开启搅拌，持续搅拌1小时后备用；
B、向反应釜中配置好的底液加入亚硫酸钠，加入量为3kg/m³，开启搅拌，持续搅拌1小时后备用；
C、使用步骤A所得的加入亚硫酸钠的硫酸钴溶液和和氢氧化钠溶液，同时加入步骤B所得的加入亚硫酸钠的反应底液进行覆钴包覆反应，通过化学沉淀反应，均匀包覆一层氢氧化钴。反应后物料颜色为翠绿色，说明生成物为二价氢氧化钴，确定物料未发生氧化而形成三价氢氧化钴。
实施例3、一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法，其具体步骤如下：
A、向硫酸钴溶液中加入亚硫酸钠，加入量为2kg/m³，开启搅拌，持续搅拌2小时后备用；
B、向反应釜中配置好的底液加入亚硫酸钠，加入量为4kg/m³，开启搅拌，持续搅拌2小时后备用；
C、使用步骤A所得的加入亚硫酸钠的硫酸钴溶液和和氢氧化钠溶液，同时加入步骤B所得的加入亚硫酸钠的反应底液进行覆钴包覆反应，通过化学沉淀反应，均匀包覆一层氢氧化钴。反应后物料颜色为翠绿色，说明生成物为二价氢氧化钴，确定物料未发生氧化而形成三价氢氧化钴。

Claims (1)

1.一种覆钴正极材料包覆反应过程中防氧化方法，其特征在于：采用亚硫酸钠防止包覆反应过程中生成的氢氧化钴发生氧化，具体包括以下步骤：
A、向硫酸钴溶液中加入亚硫酸钠，加入量为1-2kg/m³，开启搅拌，持续搅拌0.5-2小时后备用；
B、向反应釜中配置好的由纯水和氨水组成的底液中加入亚硫酸钠，加入量为2-4kg/m³，开启搅拌，持续搅拌0.5-2小时后备用；
C、将氢氧化钠溶液和步骤A所得的加入亚硫酸钠的硫酸钴溶液，同时加入步骤B所得的加入亚硫酸钠的反应底液进行覆钴包覆反应。
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