CN113735185A - 一种窄分布中粒度四氧化三钴的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种窄分布中粒度四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：溶液的配制，合成反应，过滤、洗涤及干燥。本发明合成采用高浓度溶液，大流量进料，大大提升生产效率；通过过程PH阶段性调整，控制生长速度，改善产品形貌，杜绝微粉产出；采用本发明方法制备出的窄分布中粒度四氧化三钴产品粒度分布较好，Dmin≥2um，D10≥4‑6um，D50:7.5‑9um，Dmax≤35um，（D90‑D10）/D50≤85%。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体是一种用于制备钴酸锂电池正极材料前躯体窄分布中粒度四氧化三钴的方法。
背景技术
以钴酸锂为正极材料所制备的锂离子电池具有重量轻、容量大、比能量高、工作电压高、放电平稳、适合大电流放电、循环性能好、寿命长等特点，主要应用于3C数码领域。
钴酸锂正朝着高电压、高压实、高循环性能的方向发展，因此，对原材料四氧化三钴的要求也越来越高。Co3O4是一种具有特殊结构和性能的功能材料，如何制备高性能窄分布中粒度四氧化三钴尤为重要。
目前的羟基系四氧化三钴制备工艺，其产品存在以下问题：小颗粒（微粉）占比比较高，对后续正极材料制备影响较大；Dmax普遍偏大；整体粒度分布较差，（D90-D10）/D50基本处于95%以上；产品形貌差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供提供一种生产效率高、产品粒度分布窄、形貌好的四氧化三钴制备方法。
本发明的一种窄分布中粒度四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：
a、以钴盐为原料，配制钴浓度为Xg/L的A溶液，以氢氧化钠为原料，配制浓度为Yg/L的B溶液，B溶液中加入0.04-0.06倍体积、浓度180-200g/L的氨水溶液；配后溶液储存备用；
b、每釜加入固定体积的热纯水作为合成缓冲液，控制温度、搅拌，然后依次加入A，B溶液，设定A溶液流量，分阶段调整控制PH=7.8-8.6，稳定B溶液流量，合成18-20小时检测粒度，粒度达到要求指标，进行后续工序；
c、合成结束后，浆料用80-100℃去离子水离心洗涤、100-120℃下干燥，回转窑750-800℃煅烧得到窄分布中粒度四氧化三钴产品。
所述步骤a中钴盐为硝酸钴或氯化钴。
所述步骤a中A溶液浓度为110-120g/L，B溶液浓度为250-3000g/L。
所述步骤b中A溶液流量400-500L/h，B溶液流量200-300L/h。
所述步骤b中pH分阶段调整为：1-10h：8.4-8.6，10-15h：8.2-8.4，15h后：7.8-8.2。
本发明与现有技术相比具有以下优点：合成采用高浓度溶液，大流量进料，大大提升生产效率；通过过程PH阶段性调整，控制生长速度，改善产品形貌，杜绝微粉产出；采用本发明方法制备出的窄分布中粒度四氧化三钴产品粒度分布较好，Dmin≥2um，D10≥4-6um，D50:7.5-9um，Dmax≤35um，（D90-D10）/D50≤85%。
附图说明
图1为采用本发明工艺流程图。
图2为采用本发明制备方法合成的产物的检测结果图。
图3为采用本发明制备方法煅烧的产物的检测结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1的一种窄分布中粒度四氧化三钴的制备方法，包括以下步骤：
a、以钴盐为原料，配制钴浓度为Xg/L的A溶液，以氢氧化钠为原料，配制浓度为Yg/L的B溶液，B溶液中加入0.04-0.06倍体积、浓度180-200g/L的氨水溶液；配后溶液储存备用；
b、每釜加入固定体积的热纯水作为合成缓冲液，控制温度、搅拌，然后依次加入A，B溶液，设定A溶液流量，分阶段调整控制PH=7.8-8.6，稳定B溶液流量，合成18-20小时检测粒度，粒度达到要求指标，进行后续工序；
c、合成结束后，浆料用80-100℃去离子水离心洗涤、100-120℃下干燥，回转窑750-800℃煅烧得到窄分布中粒度四氧化三钴产品。
步骤a中钴盐为硝酸钴或氯化钴，A溶液浓度为110-120g/L，B溶液浓度为250-3000g/L；步骤b中A溶液流量400-500L/h，B溶液流量200-300L/h，pH分阶段调整为：1-10h：8.4-8.6，10-15h：8.2-8.4，15h后：7.8-8.2。
具体实施例
1、配制钴浓度为110-120g/L的钴溶液为A溶液，浓度为250-300g/L的B溶液，B溶液中加入0.04-0.06倍体积、浓度为180g/L的氨水溶液；添加剂水合联氨5-8L为C溶液；配后溶液储存备用。
2、每釜加入固定体积的热纯水作为合成缓冲液，温度控制在74-76℃，搅拌转速35HZ，然后依次加入A，B溶液，A溶液流量控制在400±30L/h，然后根据工艺控制PH=7.8-8.6，稳定B溶液流量即可，合成20-25小时，待D50达到8.5-9.5um后，进行后续工序。
3、合成结束后，浆料用80-100℃去离子水离心洗涤、100-120℃下干燥，回转窑750-800℃煅烧得到窄分布中粒度四氧化三钴产品。
采用高浓度、高流量溶液，通过过程PH阶段性调节，产量高，合成后粒度分布窄，产品无微粉，洗涤效果极佳，洗涤后水分含量低，干燥温度低。
以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种窄分布中粒度四氧化三钴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、以钴盐为原料，配制钴浓度为Xg/L的A溶液，以氢氧化钠为原料，配制浓度为Yg/L的B溶液，B溶液中加入0.04-0.06倍体积、浓度180-200g/L的氨水溶液；配后溶液储存备用；
b、每釜加入固定体积的热纯水作为合成缓冲液，控制温度、搅拌，然后依次加入A，B溶液，设定A溶液流量，分阶段调整控制PH=7.8-8.6，稳定B溶液流量，合成18-20小时检测粒度，粒度达到要求指标，进行后续工序；
c、合成结束后，浆料用80-100℃去离子水离心洗涤、100-120℃下干燥，回转窑750-800℃煅烧得到窄分布中粒度四氧化三钴产品。
2.根据权利要求1所述的一种窄分布中粒度四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤a中钴盐为硝酸钴或氯化钴。
3.根据权利要求1所述的一种大粒径包铝四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤a中A溶液浓度为110-120g/L，B溶液浓度为250-3000g/L。
4.根据权利要求1所述的一种大粒径包铝四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤b中A溶液流量400-500L/h，B溶液流量200-300L/h。
5.根据权利要求1所述的一种大粒径包铝四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述步骤b中pH分阶段调整为：1-10h：8.4-8.6，10-15h：8.2-8.4，15h后：7.8-8.2。
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