CN111115708A - 一种掺杂锆的氧化钴的制备方法 - Google Patents

一种掺杂锆的氧化钴的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111115708A
CN111115708A CN201811289875.2A CN201811289875A CN111115708A CN 111115708 A CN111115708 A CN 111115708A CN 201811289875 A CN201811289875 A CN 201811289875A CN 111115708 A CN111115708 A CN 111115708A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zirconium
cobalt
solution
reaction
containing cobalt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201811289875.2A
Other languages
English (en)
Inventor
李炳忠
张爱青
史齐勇
王博
许东伟
伍一根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEM Co Ltd China
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Gem Jiangsu Cobalt Industry Co Ltd
Original Assignee
GEM Co Ltd China
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Gem Jiangsu Cobalt Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEM Co Ltd China, Jingmen GEM New Material Co Ltd, Gem Jiangsu Cobalt Industry Co Ltd filed Critical GEM Co Ltd China
Priority to CN201811289875.2A priority Critical patent/CN111115708A/zh
Publication of CN111115708A publication Critical patent/CN111115708A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00Compounds of cobalt
    • C01G51/04Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/11Powder tap density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,该方法为向反应釜中加入反应底液并加热,再向所述反应底液中并流加入含锆钴盐溶液、氢氧化钠溶液、氧化剂,并控制反应体系的pH值,之后,搅拌至反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料,之后,将含锆氢氧化钴浆料依次进行陈化、过滤、洗涤、烘干以及除铁,获得含锆氢氧化钴粉末,将含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,获得掺杂锆的氧化钴,这样,本发明通过在氧化钴中掺杂锆在降低成本的同时,提高了氧化钴作为电池材料的循环性能。

Description

一种掺杂锆的氧化钴的制备方法
技术领域
本发明属于氧化钴的制备技术领域,具体涉及一种掺杂锆的氧化钴的制备方法。
背景技术
3C电子产品要求轻便、小巧,相应的电池需要具备高能量密度。而钴酸锂作为现在最主要的3C电子产品用正极材料,其能量密度在一定程度上决定了锂离子电池的能量密度。高电压钴酸锂具有高克容量和高电压的特性,相比常规钴酸锂具有更高的能量密度,是未来钴酸锂研究开发的主要方向。高电压钴酸锂是在钴酸锂中掺入某些金属元素,提高钴酸锂在高电压下的晶体结构稳定性,因而掺杂后的钴酸锂在高电压下具有高的比容量和良好的循环性能。
但是,现有技术以包覆方式掺杂的四氧化三钴来制备高电压钴酸锂,会形成内部无掺杂元素的钴酸锂,在高电压下内部晶体结构容易坍塌,导致容量衰减较快,并且,利用该方法掺杂的元素不易进入四氧化三钴的晶格中,很大一部分掺杂元素是以混合物的方式存在于四氧化三钴粉末中,影响电池充放电性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的旨在提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法。
本发明提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入反应底液并加热至50~80℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,在搅拌作用下向所述反应底液中并流加入含锆钴盐溶液、氢氧化钠溶液、氧化剂,并控制加入所述含锆钴盐溶液、氢氧化钠溶液、氧化剂的体积流量,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将所述步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料依次进行陈化、过滤、洗涤、烘干以及除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,将所述步骤2获得的含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,获得掺杂锆的氧化钴。
上述方案中,所述步骤1的搅拌反应的搅拌强度为200~400r/min,搅拌时间为10~40h。
上述方案中,所述步骤1中反应底液为氨水、乙二胺四乙酸、酒石酸或柠檬酸中的至少一种。
上述方案中,所述步骤1中含锆钴盐溶液为硫酸钴溶液、氯化钴溶液、硝酸钴溶液或者醋酸钴溶液中的至少一种。
上述方案中,所述含锆钴盐溶液中钴离子的浓度为80~150g/L,锆元素含量为0.5~1.2g/L,添加剂的浓度为1~5g/L。
上述方案中,所述反应底液的浓度为0.1~1g/L,所述氢氧化钠溶液的浓度为100~400g/L。
上述方案中,所述步骤1中含锆钴盐溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:0.5~1.5,氧化剂的体积流量为10~30m3/h。
上述方案中,所述步骤2中对含锆氢氧化钴浆料进行洗涤采用的洗涤液为去离子水,洗涤液的用量为10~50L/kg,洗涤液的温度为80~90℃。
上述方案中,所述步骤3将获得的所述含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,具体为,将焙烧温度分为5~12段对所述含锆氢氧化钴粉末进行煅烧,所述焙烧温度为500~800℃。
上述方案中,所述步骤3将所述获得的含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,具体为,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在0~60℃的焙烧温度下煅烧25~35min、在60~200℃的焙烧温度下煅烧55~65min、在200~400℃的焙烧温度下煅烧55~65min、在400~600℃的焙烧温度下煅烧85~95min、在600~750℃的焙烧温度下煅烧55~65min以及在750℃的焙烧温度下煅烧355~365min。
与现有技术相比,本发明通过在氧化钴中掺杂锆在降低成本的同时,提高了氧化钴作为电池材料的循环性能;反应过程中通过控制加入含锆钴盐溶液、氢氧化钠溶液、氧化剂的体积流量调节反应体系的pH值,以及控制煅烧的温度曲线,能够使得掺杂元素完美地嵌入氧化钴晶格中,从而提高掺杂锆的氧化钴均匀性,提高电池的循环性能、充放电性能,该方法工艺简单,适合批量生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L反应底液并加热至50~80℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以200~400r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆钴盐溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液、氧化剂,加入含锆钴盐溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:0.5~1.5,通入氧化剂的体积流量为10~30m3/h,反应10~40h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
其中,反应底液为氨水、乙二胺四乙酸、酒石酸或柠檬酸中的至少一种;含锆钴盐溶液为硫酸钴溶液、氯化钴溶液、硝酸钴溶液或者醋酸钴溶液中的至少一种,含锆钴盐溶液中钴离子的浓度为80~150g/L,锆元素含量为0.5~1.2g/L,添加剂的浓度为1~5g/L,添加剂为氨水、EDTA、酒石酸、柠檬酸、双氧水;氧化剂为空气或氧气;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用80~90℃的去离子水洗涤4~6次,去离子水的用量为10~50L/kg,洗涤后在80~90℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,将步骤2获得的含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,获得掺杂锆的氧化钴,其中,焙烧温度分为5~12段,焙烧温度为500~800℃;
具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在0~60℃的焙烧温度下煅烧25~35min、在60~200℃的焙烧温度下煅烧55~65min、在200~400℃的焙烧温度下煅烧55~65min、在400~600℃的焙烧温度下煅烧85~95min、在600~750℃的焙烧温度下煅烧55~65min以及在750℃的焙烧温度下煅烧355~365min。
本发明通过在氧化钴中掺杂锆在降低成本的同时,提高了氧化钴作为电池材料的循环性能;反应过程中通过控制加入含锆钴盐溶液、氢氧化钠溶液、氧化剂的体积流量调节反应体系的pH值,以及控制煅烧的温度曲线,能够使得掺杂元素完美地嵌入氧化钴晶格中,从而提高掺杂锆的氧化钴均匀性,提高电池的循环性能、充放电性能,该方法工艺简单,适合批量生产。
实施例1
本发明实施例1提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L氨水作为反应底液并加热至50℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以200r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆硫酸钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆硫酸钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:0.5,并以10m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应40h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用86℃的去离子水洗涤5次,去离子水的用量为30L/kg,洗涤后在84℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在40℃的焙烧温度下煅烧30min、在120℃的焙烧温度下煅烧60min、在300℃的焙烧温度下煅烧60min、在500℃的焙烧温度下煅烧90min、在700℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧360min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例2
本发明实施例2提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L的酒石酸作为反应底液并加热至68℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以320r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆硝酸钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆硝酸钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:1,并以20m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应26h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用86℃的去离子水洗涤5次,去离子水的用量为30L/kg,洗涤后在84℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在40℃的焙烧温度下煅烧30min、在120℃的焙烧温度下煅烧60min、在300℃的焙烧温度下煅烧60min、在500℃的焙烧温度下煅烧90min、在700℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧360min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例3
本发明实施例3提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L氨水作为反应底液并加热至80℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以400r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆硫酸钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆硫酸钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:1.5,并以30m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应10h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用86℃的去离子水洗涤5次,去离子水的用量为30L/kg,洗涤后在84℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在40℃的焙烧温度下煅烧30min、在120℃的焙烧温度下煅烧60min、在300℃的焙烧温度下煅烧60min、在500℃的焙烧温度下煅烧90min、在700℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧360min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例4
本发明实施例4提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)作为反应底液并加热至64℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以330r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆氯化钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆氯化钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:0.8,并以10~30m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应22h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用80℃的去离子水洗涤6次,去离子水的用量为10~50L/kg,洗涤后在90℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在10℃的焙烧温度下煅烧25min、在60℃的焙烧温度下煅烧55min、在200℃的焙烧温度下煅烧65min、在400℃的焙烧温度下煅烧85min、在600℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧355min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例5
本发明实施例5提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)作为反应底液并加热至64℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以330r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆氯化钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆氯化钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:0.8,并以10~30m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应22h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用85℃的去离子水洗涤5次,去离子水的用量为10~50L/kg,洗涤后在80℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在30℃的焙烧温度下煅烧35min、在60℃的焙烧温度下煅烧60min、在200℃的焙烧温度下煅烧60min、在480℃的焙烧温度下煅烧85min、在680℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧360min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例6
本发明实施例6提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)作为反应底液并加热至64℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以330r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆氯化钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆氯化钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:0.8,并以10~30m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应22h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用90℃的去离子水洗涤4次,去离子水的用量为10~50L/kg,洗涤后在80℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在25℃的焙烧温度下煅烧35min、在100℃的焙烧温度下煅烧65min、在250℃的焙烧温度下煅烧65min、在480℃的焙烧温度下煅烧95min、在680℃的焙烧温度下煅烧65min以及在750℃的焙烧温度下煅烧365min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例7
本发明实施例7提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L的柠檬酸作为反应底液并加热至64℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以350r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆醋酸钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆醋酸钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:1.2,并以10~30m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应32h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用86℃的去离子水洗涤5次,去离子水的用量为10~50L/kg,洗涤后在86℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在0~45℃的焙烧温度下煅烧20min、在120℃的焙烧温度下煅烧60min、在260℃的焙烧温度下煅烧60min、在520℃的焙烧温度下煅烧90min、在700℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧355min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例8
本发明实施例8提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L的柠檬酸作为反应底液并加热至64℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以350r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆醋酸钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆醋酸钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:1.2,并以10~30m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应32h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用86℃的去离子水洗涤5次,去离子水的用量为10~50L/kg,洗涤后在86℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在25℃的焙烧温度下煅烧35min、在80℃的焙烧温度下煅烧62min、在240℃的焙烧温度下煅烧55min、在480℃的焙烧温度下煅烧95min、在620℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧360min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
实施例9
本发明实施例9提供一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入浓度为0.1~1g/L的柠檬酸作为反应底液并加热至64℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,以350r/min的搅拌强度对反应底液进行搅拌,搅拌过程中向反应底液中并流加入含锆醋酸钴溶液、浓度为100~400g/L氢氧化钠溶液,加入含锆醋酸钴溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:1.2,并以10~30m3/h的速率向反应釜通入空气或者氧气,反应32h至共沉淀反应完全,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料进行陈化,陈化后采用离心机脱水过滤,采用86℃的去离子水洗涤5次,去离子水的用量为10~50L/kg,洗涤后在86℃下进行烘干,最后经除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,具体地,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在35℃的焙烧温度下煅烧35min、在128℃的焙烧温度下煅烧65min、在320℃的焙烧温度下煅烧60min、在500℃的焙烧温度下煅烧85min、在680℃的焙烧温度下煅烧60min以及在750℃的焙烧温度下煅烧355min,获得掺杂锆的氧化钴。
本实施例制备的掺杂锆的氧化钴,钠含量为290ppm,振实密度为2.31g/cm3,锆含量为0.4211%,钴含量:72.6~73%,比表面积:3.0~8.0m2/g,粒度为4.0-4.5um,粒度呈正态分布。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,其方法通过以下步骤实施:
步骤1,向反应釜中加入反应底液并加热至50~80℃,调节并控制反应体系的pH值为9.0~11.0,在搅拌作用下向所述反应底液中并流加入含锆钴盐溶液、氢氧化钠溶液、氧化剂,并控制加入所述含锆钴盐溶液、氢氧化钠溶液、氧化剂的体积流量,获得含锆氢氧化钴浆料;
步骤2,将所述步骤1获得的含锆氢氧化钴浆料依次进行陈化、过滤、洗涤、烘干以及除铁,获得含锆氢氧化钴粉末;
步骤3,将所述步骤2获得的含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,获得掺杂锆的氧化钴。
2.根据权利要求1所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述步骤1的搅拌反应的搅拌强度为200~400r/min,搅拌时间为10~40h。
3.根据权利要求2所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述步骤1中反应底液为氨水、乙二胺四乙酸、酒石酸或柠檬酸中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述步骤1中含锆钴盐溶液为硫酸钴溶液、氯化钴溶液、硝酸钴溶液或者醋酸钴溶液中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述含锆钴盐溶液中钴离子的浓度为80~150g/L,锆元素含量为0.5~1.2g/L,添加剂的浓度为1~5g/L。
6.根据权利要求5所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述反应底液的浓度为0.1~1g/L,所述氢氧化钠溶液的浓度为100~400g/L。
7.根据权利要求6所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述步骤1中含锆钴盐溶液与氢氧化钠溶液的体积流量比为1:0.5~1.5,氧化剂的体积流量为10~30m3/h。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述步骤2中对含锆氢氧化钴浆料进行洗涤采用的洗涤液为去离子水,洗涤液的用量为10~50L/kg,洗涤液的温度为80~90℃。
9.根据权利要求8所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述步骤3将获得的所述含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,具体为,将焙烧温度分为5~12段对所述含锆氢氧化钴粉末进行煅烧,所述焙烧温度为500~800℃。
10.根据权利要求9所述的一种掺杂锆的氧化钴的制备方法,其特征在于,所述步骤3将所述获得的含锆氢氧化钴粉末按温度曲线进行煅烧,具体为,将所述获得的含锆氢氧化钴粉末依次在0~60℃的焙烧温度下煅烧25~35min、在60~200℃的焙烧温度下煅烧55~65min、在200~400℃的焙烧温度下煅烧55~65min、在400~600℃的焙烧温度下煅烧85~95min、在600~750℃的焙烧温度下煅烧55~65min以及在750℃的焙烧温度下煅烧355~365min。
CN201811289875.2A 2018-10-31 2018-10-31 一种掺杂锆的氧化钴的制备方法 Withdrawn CN111115708A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811289875.2A CN111115708A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种掺杂锆的氧化钴的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811289875.2A CN111115708A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种掺杂锆的氧化钴的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111115708A true CN111115708A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70494109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811289875.2A Withdrawn CN111115708A (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种掺杂锆的氧化钴的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111115708A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114853062A (zh) * 2022-03-28 2022-08-05 江西工陶院精细陶瓷有限公司 一种纳米级氧化锆粉体制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103172118A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 南通瑞翔新材料有限公司 一种球形四氧化三钴锰的制备方法
CN103779556A (zh) * 2014-01-26 2014-05-07 中信国安盟固利电源技术有限公司 掺杂与表面包覆共改性的锂离子电池正极材料及其制法
CN103904323A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 北京当升材料科技股份有限公司 一种球形羟基氧化钴的制备方法
CN107768646A (zh) * 2017-10-23 2018-03-06 兰州金川新材料科技股份有限公司 一种掺杂元素梯度分布的四氧化三钴制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103904323A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 北京当升材料科技股份有限公司 一种球形羟基氧化钴的制备方法
CN103172118A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 南通瑞翔新材料有限公司 一种球形四氧化三钴锰的制备方法
CN103779556A (zh) * 2014-01-26 2014-05-07 中信国安盟固利电源技术有限公司 掺杂与表面包覆共改性的锂离子电池正极材料及其制法
CN107768646A (zh) * 2017-10-23 2018-03-06 兰州金川新材料科技股份有限公司 一种掺杂元素梯度分布的四氧化三钴制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114853062A (zh) * 2022-03-28 2022-08-05 江西工陶院精细陶瓷有限公司 一种纳米级氧化锆粉体制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112993258B (zh) 三元正极材料的掺杂和包覆方法、三元正极材料和锂离子电池
CN111115710A (zh) 一种掺杂铝的氧化钴的制备方法
WO2021120040A1 (zh) 一种高密度铝掺杂氧化钴的制备方法
CN108899531A (zh) 一种磷酸盐包覆镍钴铝三元正极材料的制备方法
CN108807969A (zh) 一种降低锂离子电池层状正极材料表面残碱的方法
CN103700840A (zh) 一种高电压锂电池正极材料及其制备方法
CN111115706A (zh) 一种掺杂镍的氧化钴的制备方法
CN111115711A (zh) 一种掺杂镁的氧化钴的制备方法
CN109987646B (zh) 合成大粒径碳酸钴连续反应的方法
CN103746108A (zh) 空心镍锰酸锂结构掺杂锂离子电池正极材料的制备方法
CN109638275B (zh) 一种硒、硅酸根共掺杂高镍正极材料及其制备方法和应用
CN107316998A (zh) 一种特定组成和形貌特征的长寿命锰酸锂基正极材料及其制备方法
CN109616658B (zh) 一种硒、硫酸根共掺杂高镍正极材料及其制备方法和应用
CN114784218A (zh) 一种降低锂电池正极材料表面碱含量的方法
CN111115701A (zh) 一种掺杂钒的氧化钴的制备方法
CN111115709A (zh) 一种掺杂钛的氧化钴的制备方法
CN111115703A (zh) 一种掺杂锰的氧化钴的制备方法
CN106025199A (zh) 一种纳米钛酸镧锂包覆的0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Mn0.5O2材料的制备方法
CN110112371A (zh) 一种表面包覆改性尖晶石相正极材料的方法
CN111115708A (zh) 一种掺杂锆的氧化钴的制备方法
CN111115700A (zh) 一种掺杂钐的氧化钴的制备方法
CN111115702A (zh) 一种掺杂锌的氧化钴的制备方法
CN107394188B (zh) 一种锂离子电池用镂空球状氧化铌电极材料的制备方法
CN108682799A (zh) 碳包覆的锂离子电池正极材料及其制备方法
CN110311114B (zh) 一种循环电解制备锂电池三元前驱体的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200508

WW01 Invention patent application withdrawn after publication