ES2947957A2 - Metodo de sintesis de hidroxido de cobalto e hidroxido de cobalto - Google Patents
Metodo de sintesis de hidroxido de cobalto e hidroxido de cobalto Download PDFInfo
- Publication number
- ES2947957A2 ES2947957A2 ES202390109A ES202390109A ES2947957A2 ES 2947957 A2 ES2947957 A2 ES 2947957A2 ES 202390109 A ES202390109 A ES 202390109A ES 202390109 A ES202390109 A ES 202390109A ES 2947957 A2 ES2947957 A2 ES 2947957A2
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- cobalt
- cobalt hydroxide
- solution
- synthesis method
- hydroxide
- 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.)
- Granted
Links
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 98
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 46
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 10
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims description 9
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 claims description 9
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract description 10
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 12
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 11
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N Citric acid monohydrate Chemical compound O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O YASYEJJMZJALEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 5
- 229960002303 citric acid monohydrate Drugs 0.000 description 5
- -1 cobalt oxyhydroxide Chemical compound 0.000 description 5
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229960004106 citric acid Drugs 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001869 cobalt compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/04—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
- C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Método de síntesis de hidróxido de cobalto e hidróxido de cobalto. La presente invención pertenece al campo técnico de los materiales de óxidos metálicos y divulga un método de síntesis de hidróxido de cobalto e hidróxido de cobalto. El método de síntesis incluye: (1) agitar y calentar citrato de amonio, introducir un gas protector, añadir una sal de cobalto y un licor alcalino mixto para permitir la reacción y ajustar el pH para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto; y (2) someter la suspensión de hidróxido de cobalto a lixiviación de álcalis, filtrar y suspender un residuo de filtro resultante; y lavar la suspensión resultante con un detergente y secar la suspensión resultante para obtener el hidróxido de cobalto. En la presente invención, se utiliza citrato de amonio como solución base y se añaden una solución de cobalto y un licor alcalino mixto para sintetizar una suspensión de hidróxido de cobalto en una sola etapa en una atmósfera protectora. La adición de un dispersante a la solución de cobalto puede reducir la generación de flóculos y mejorar el área superficial específica (SSA) activa del hidróxido de cobalto.
Description
DESCRIP CIÓN
MÉTODO DE SÍNTESIS DE HIDRÓXIDO DE COBALTO E HIDRÓXIDO DE
COBALTO
CAMPO TÉCNICO
La presente invención pertenece al campo técnico de los materiales de óxidos metálicos y se refiere específicamente a un método de síntesis de hidróxido de cobalto y a hidróxido de cobalto.
ANTECEDENTES
Debido a su estructura estable, relación de alta capacidad y excelente rendimiento integral, los materiales de óxido de cobalto y litio (LCO) se usan principalmente para celdas pequeñas y medianas, y las baterías de LCO correspondientes se usan ampliamente en dispositivos electrónicos pequeños, como ordenadores portátiles y teléfonos móviles. Con la introducción de nuevos productos electrónicos, existen requisitos cada vez mayores para las baterías de LCO. El hidróxido de cobalto es un importante precursor del LCO, y su rendimiento afecta directamente al rendimiento de un material de cátodo. El hidróxido de cobalto, generalmente un cristal de color rojo rosado, es insoluble en agua y difícilmente soluble en álcalis fuertes, y se utiliza principalmente como colorante para vidrio y esmalte y como materia prima para preparar otros compuestos de cobalto. El hidróxido de cobalto sintetizado por un método químico es propenso a formar coloides o flóculos y tiene una baja actividad superficial.
Una suspensión de hidróxido de cobalto de grano pequeño es difícil de filtrar y requiere mucha agua; es un producto propenso a la aglomeración durante un proceso de secado y, por lo tanto, no se seca fácilmente; y el hidróxido de cobalto tiene una alta actividad de reacción y se oxida fácilmente en oxihidróxido de cobalto, dando como resultado un rendimiento reducido. La técnica relacionada describe un método para lavar una suspensión de hidróxido de cobalto mediante un filtro prensa, lo que reduce la pérdida de hidróxido de cobalto durante el proceso de lavado y mejora la tasa de recuperación de hidróxido de cobalto. Sin embargo, durante el proceso de secado, el material lavado sigue siendo propenso a la aglomeración, oxidación y similares, y no se propone ninguna solución adecuada para este problema.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención pretende solucionar al menos uno de los problemas técnicos existentes en la técnica anterior. En vista de esto, la presente invención proporciona un método de síntesis de hidróxido de cobalto e hidróxido de cobalto. El hidróxido de cobalto tiene una alta pureza, partículas regulares, distribución del tamaño de partícula uniforme, gran área superficial específica (SSA), gran densidad aparente y excelente procesabilidad.
Para lograr el objetivo anterior, la presente invención adopta las siguientes soluciones técnicas:
Se proporciona un método de síntesis de hidróxido de cobalto, que incluye las siguientes etapas:
(1) agitar y calentar citrato de amonio, introducir un gas protector, añadir una sal de cobalto y un licor alcalino mixto para permitir la reacción y ajustar el pH para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto; y
(2) someter la suspensión de hidróxido de cobalto a lixiviación de álcalis, filtrar para obtener un residuo de filtro y suspender el residuo de filtro; y lavar la suspensión resultante con un detergente y secar para obtener el hidróxido de cobalto.
En la presente invención, se utiliza una solución de citrato de amonio como solución base y se añaden una sal de cobalto y un licor alcalino mixto para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto en una sola etapa en una atmósfera protectora. Como solución base, la solución de citrato de amonio puede servir como dispersante para todo el proceso de reacción para evitar la aglomeración de partículas durante el proceso de reacción. La adición de un dispersante a la solución de cobalto puede reducir la generación de flóculos y mejorar el SSA activa del hidróxido de cobalto. La lixiviación de álcalis y el lavado con detergente pueden reducir el contenido de S en el hidróxido de cobalto y proteger al hidróxido de cobalto de la oxidación y la aglomeración durante el proceso de secado.
Preferentemente, en la etapa (1), el citrato de amonio se puede preparar por adelantado en una solución de citrato de amonio de 0,8 g/l 1,5 g/l.
Preferentemente, antes de calentar el citrato de amonio, la etapa (1) puede incluir
además la adición de agua amoniacal.
Más preferentemente, el agua amoniacal puede tener una concentración de 10 g/l a 20 g/i.
Preferentemente, en la etapa (1),el gas portador puede ser nitrógeno.
Preferentemente, en la etapa (1),el calentamiento se puede realizar de 40 °C a 60 °C.
Preferentemente, en la etapa (1), la sal de cobalto puede incluir una solución de sulfato de cobalto o una solución de cloruro de cobalto.
Más preferentemente, la sal de cobalto se puede preparar por adelantado en una solución de sal de cobalto; y se puede añadir un dispersante a la solución de sal de cobalto.
Más preferentemente, la solución de sulfato de cobalto puede tener una concentración de 1 mol/l a 2 mol/l.
Más preferentemente, el dispersante puede ser citrato de amonio.
Más preferentemente, el citrato de amonio puede tener una concentración de 0,1 mol/l a 0,5 mol/l.
Preferentemente, en la etapa (1), el licor alcalino mixto puede incluir una solución de hidróxido de sodio, hidrato de hidracina y agua amoniacal.
La solución acuosa de amoniaco es una solución acuosa de agente complejante, que puede controlar eficazmente la velocidad de reacción de la solución acuosa de sulfato de cobalto con la solución acuosa de hidróxido de sodio y la morfología de las partículas de hidróxido de cobalto formadas. El hidrato de hidracina puede recubrir de forma eficaz y preliminar las partículas de hidróxido de cobalto durante el proceso de reacción.
Más preferentemente, la solución de hidróxido de sodio puede tener una concentración de 5 mol/l a15 mol/l.
Más preferentemente, el hidrato de hidrazina puede tener una fracción de volumen del
0,5 % al 1 %.
Más preferentemente, el agua amoniacal puede tener una fracción de masa del 10 % al 30 %.
Más preferentemente, un volumen de agua amoniacal puede representar del 10 % al 12 % del volumen total del licor alcalino mixto.
Preferentemente, en la etapa (1),el pH puede ajustarse de10 a 12.
Preferentemente, en la etapa (2), la lixiviación de álcalis se puede realizar de 45 °C a 55 °C durante 1 h a 2 h con una solución de hidróxido de sodio.
Preferentemente, en la etapa (2), el detergente puede ser una solución de ácido cítrico.
Más preferentemente, la solución de ácido cítrico puede ser ácido cítrico monohidrato.
Más preferentemente, la solución de ácido cítrico puede tener una concentración de 0,5 g/l a1g/l.
El ácido cítrico monohidrato no solo puede servir como detergente para lavar una suspensión de residuos de filtro (para eliminar el exceso de Na+ y S' en la suspensión), sino que también sirve como antioxidante para proteger el hidróxido de cobalto de la oxidación y la aglomeración durante un proceso de secado.
La presente invención también proporciona hidróxido de cobalto preparado por el método de síntesis, donde el hidróxido de cobalto tiene un SSA de 44 cm2/g a 65 cm2/g.
En comparación con la técnica anterior, la presente invención tiene los siguientes efectos beneficiosos.
1. En la presente invención, se utiliza una solución de citrato de amonio como solución base, que puede servir como dispersante para todo el proceso de reacción para evitar la aglomeración de partículas durante el proceso de reacción; y después se añaden una solución de cobalto y un licor alcalino mixto para sintetizar una suspensión de hidróxido de cobalto en una sola etapa en una atmósfera protectora. La adición de un dispersante a la solución de cobalto puede reducir la generación de flóculos y mejorar
el SSA activa del hidróxido de cobalto, de manera que el hidróxido de cobalto tenga una gran densidad aparente y una excelente procesabilidad. La lixiviación de álcalis y el lavado con detergente pueden reducir el contenido de S en el hidróxido de cobalto (un alto contenido de S conducirá a una baja capacidad de la batería, rendimiento de cristalización reducido y estructura inestable) y proteger el hidróxido de cobalto de la oxidación y la aglomeración durante el proceso de secado.
2. El hidrato de hidrazina en el licor alcalino mixto de la presente invención es un fuerte agente reductor, que puede recubrir de manera eficaz y preliminar las partículas de hidróxido de cobalto durante el proceso de reacción; y el detergente de la presente descripción no solo puede servir como detergente para lavar una suspensión de residuos de filtro, sino que también sirve como antioxidante (recubriendo además las partículas de hidróxido de cobalto para la antioxidación) para proteger el hidróxido de cobalto de la oxidación y la aglomeración durante el proceso de secado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 es una imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM) del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 1 de la presente invención;
la FIG. 2 es una imagen de SEM del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 2 de la presente invención;
la FIG. 3 es una imagen de SEM del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo comparativo 1 de la presente invención;
la FIG. 4 es una imagen de SEM del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo comparativo 2 de la presente invención; y
la FIG. 5 muestra patrones de difractometría de rayos X (XRD) del hidróxido de cobalto preparado en los Ejemplos 1 y 2 y enlos Ejemplos Comparativos 1 y2.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS EJEMPLOS ILUSTRADOS
Los conceptos y los efectos técnicos de la presente invención se describen completa y claramente a continuación junto con ejemplos, con el fin de permitir la completa comprensión de los objetivos, características y efectos de la presente invención.
Aparentemente, los ejemplos descritos son solo algunos y no todos los ejemplos de la presente invención. Todos los demás ejemplos obtenidos por los expertos en la materia basados en los ejemplos de la presente invención sin esfuerzos creativos estarán dentro del alcance de protección de la presente invención.
Ejemplo 1
En este ejemplo se proporcionó un método de síntesis de hidróxido de cobalto, que incluye las siguientes etapas:
(1) Se preparó una solución de sulfato de cobalto de 2 mol/l y después se añadió un dispersante (citrato de amonio) con una concentración de 0,5 mol/l para obtener una solución de cobalto; y se preparó sosa cáustica líquida de 10 mol/l, y después a la sosa cáustica líquida se le añadieron hidrato de hidracina con una fracción de volumen del 0,5 % y agua amoniacal con una fracción de masa del 10 % para obtener un licor alcalino mixto, donde un volumen del agua amoniacal representó el 10 % del volumen total del licor alcalino mixto.
(2) Se añadieron 1 I de una solución de citrato de amonio de 1 g/l y 10 I de agua amoniacal de 15 g/l como solución base a un reactor de 100 I y después se añadió agua pura para ajustar el pH a 11; se introdujo nitrógeno como gas protector y la solución base se calentó a 40 °C y se agitó a una frecuencia de agitación de 30 Hz; la solución de sal de cobalto (solución de sulfato de cobalto y citrato de amonio) y el licor alcalino mixto (sosa cáustica líquida, agua amoniacal e hidrato de hidrazina) se introdujeron simultáneamente al reactor, durante lo cual el pH se controló a 12; y cuando el volumen de la solución de reacción fue aproximadamente el 80 % del volumen del reactor, se detuvo la introducción y la solución de reacción se agitó adicionalmente durante 2 h para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto.
(3) La suspensión de hidróxido de cobalto se secó por centrifugación en una centrífuga y luego se transfirió nuevamente al reactor, y después se añadieron 50 I de una solución de hidróxido de sodio de 1 mol/l para remojar la suspensión de hidróxido de cobalto durante 1 hora a 55 °C; la suspensión de hidróxido de cobalto se filtró, se secó por centrifugación y se transfirió de nuevo al reactor, después el reactor (100 I) se llenó con agua pura y el cuerpo del reactor se calentó a 50 °C; y la mezcla resultante se agitó durante 1 h a una velocidad de agitación de 30 Hz para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto.
(4) La suspensión de hidróxido de cobalto se centrifugó en una centrífuga, se lavó con agua (incluyendo 1 g/l de ácido cítrico monohidrato) con un consumo de agua de 50 l/kg y después se secó en un horno a 90 °C para obtener un polvo de hidróxido de cobalto de color rosa con morfología uniforme y gran SSA.
La FIG. 1 es una imagen de SEM del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 1, y puede verse en la FIG. 1 que el hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 1 tiene
una consistencia morfológica destacada y ninguna aglomeración evidente.
La Tabla 1 muestra los índices de hidróxido de cobalto seco
A partir de la Tabla 1, se puede saber que el hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 1 tiene un contenido de azufre muy bajo y un gran SSA.
Ejemplo 2
En este ejemplo se proporcionó un método de síntesis de hidróxido de cobalto, que incluye las siguientes etapas:
(1) Se preparó una solución de sulfato de cobalto de 1 mol/l y después se añadió un dispersante (citrato de amonio) con una concentración de 0,1 mol/l para obtener una solución de cobalto; y se preparó sosa cáustica líquida de 15 mol/l, y después a la sosa cáustica líquida se le añadieron hidrato de hidracina con una fracción de volumen del 1 % y agua amoniacal con una fracción de masa del 15 % para obtener un licor alcalino mixto, donde un volumen del agua amoniacal representó el 10 % del volumen total del licor alcalino mixto.
(2) Se añadieron 1 I de una solución de citrato de amonio de 1 g/l y 10 I de agua amoniacal de 15 g/l como solución base a un reactor de 100 I, se introdujo nitrógeno como gas protector y la solución base se calentó a 60°C y se agitó a una frecuencia de agitación de 30 Hz; la solución de sal de cobalto (solución de sulfato de cobalto y citrato de amonio) y el licor alcalino mixto (sosa cáustica líquida, agua amoniacal e hidrato de hidrazina) se introdujeron simultáneamente al reactor, durante lo cual el pH se controló a10; y cuando el volumen de la solución de reacción fue aproximadamente el 80 % del volumen del reactor, se detuvo la introducción y la solución de reacción se agitó adicionalmente durante 2 h para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto.
(3) La suspensión de hidróxido de cobalto se secó por centrifugación en una centrífuga y luego se transfirió nuevamente al reactor, y después se añadió una solución de hidróxido de sodio de 2 mol/l para remojar la suspensión de hidróxido de cobalto durante 1 hora a 55 °C; la suspensión de hidróxido de cobalto se filtró, se secó por centrifugación y se transfirió de nuevo al reactor, después el reactor se llenó con agua pura y el cuerpo del reactor se calentó a 50 °C; y la mezcla resultante se agitó durante 1 ha una velocidad de agitación de 30 Hz para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto.
(4) La suspensión de hidróxido de cobalto se centrifugó en una centrífuga, se
lavó con agua (incluyendo 0,1 g/l de ácido cítrico monohidrato) con un consumo de agua de 20 l/kg y después se secó en un horno a 90 °C para obtener un polvo de hidróxido de cobalto de color rosa con morfología uniforme y gran SSA.
La FIG. 2 es una imagen de SEM del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 2, y puede verse en la FIG. 2 que el hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 2 tiene una morfología y una estructura uniformes y no presenta ninguna aglomeración evidente.
La Tabla 2 muestra los índices de hidróxido de cobalto seco
A partir de la Tabla 2, se puede saber que el hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo 2 tiene un contenido de azufre muy bajo y un gran SSA.
Ejemplo comparativo 1
En este ejemplo comparativo se proporcionó un método de síntesis de hidróxido de cobalto, que incluye las siguientes etapas:
Este ejemplo comparativo era diferente al Ejemplo 1 en que no se añadió dispersante a la solución de sal de cobalto (solución de sulfato de cobalto y citrato de amonio) ni a la solución base (es decir, no se añadió dispersante a la sal de cobalto y no se añadió citrato de amonio como solución base). El hidróxido de cobalto obtenido tenía un tamaño de partícula grande y poca uniformidad morfológica.
La FIG. 3 es una imagen de SEM del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo comparativo 1, y puede verse en la FIG. 3 que el hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo comparativo 1 tiene aglomerados de diferentes tamaños.
La Tabla 3 muestra los índices de hidróxido de cobalto seco.
Tabla 3
A partir de la Tabla 3, se puede saber que el hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo comparativo 1 tiene un tamaño de partícula grande y un SSA pequeña.
Ejemplo comparativo 2
En este ejemplo comparativo se proporcionó un método de síntesis de hidróxido de cobalto, que incluye las siguientes etapas:
Este ejemplo comparativo era diferente al Ejemplo 1 en que no se añadió detergente (ácido cítrico monohidrato) al agua de lavado.
La FIG. 4 es una imagen de SEM del hidróxido de cobalto preparado en el Ejemplo comparativo 2, y puede verse en la FIG. 4 que el hidróxido de cobalto preparado tiene una morfología irregular y una aglomeración evidente, es decir, el hidróxido de cobalto seco tiene muchos aglomerados y está parcialmente oxidado.
Ejemplo comparativo 3
En este ejemplo comparativo se proporcionó un método de síntesis de hidróxido de cobalto, que incluye las siguientes etapas:
Este ejemplo comparativo era diferente al Ejemplo 1 en que la etapa (3) fue como se indica a continuación: la suspensión de hidróxido de cobalto se secó por centrifugación en una centrífuga y después se transfirió de nuevo al reactor, después el reactor se llenó con agua pura y el cuerpo del reactor se calentó a 50 °C; y la mezcla resultante se agitó durante 1 h a una velocidad de agitación de 30 Hz para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto.
La Tabla 4 muestra los índices de hidróxido de cobalto seco.
Tabla 4
A partir de la Figura 4, se puede observar que, de acuerdo con el ensayo por ICP, el hidróxido de cobalto seco obtenido en el Ejemplo comparativo 3 tiene un contenido de S de 1100 ppm.
La FIG. 5 muestra patrones de XRD del hidróxido de cobalto preparado en los Ejemplos 1 y 2 y en los Ejemplos Comparativos 1 y 2, y puede verse en la FIG. 5 que aparece un pico de difracción de oxihidróxido de cobalto a aproximadamente 10,50° en el patrón de XRD del Ejemplo comparativo 2 a 20, que indica que hay oxihidróxido de cobalto en el
hidróxido de cobalto. El oxihidróxido de cobalto es una impureza, y la presencia de oxihidróxido de cobalto indica que el hidróxido de cobalto se ha oxidado, dando como resultado un rendimiento reducido.
La presente invención se describe en detalle con referencia a los dibujos y ejemplos adjuntos, pero la presente invención no está limitada a los ejemplos anteriores. Dentro del alcance del conocimiento que poseen los expertos en la materia en el campo técnico, pueden realizarse diversos cambios sin apartarse del propósito de la presente invención. Además, los ejemplos de la presente invención o las características de los ejemplos pueden combinarse entre sí en una situación no conflictiva.
Claims (10)
1. Un método de síntesis de hidróxido de cobalto, que comprende las siguientes etapas:
(1) agitar y calentar citrato de amonio, introducir un gas protector, añadir una sal de cobalto y un licor alcalino mixto para permitir la reacción y ajustar el pH para obtener una suspensión de hidróxido de cobalto; y
(2) someter la suspensión de hidróxido de cobalto a lixiviación de álcalis, filtrar para obtener un residuo de filtro y suspender el residuo de filtro; y lavar la suspensión resultante con un detergente y secar para obtener el hidróxido de cobalto.
2. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (1), el citrato de amonio se prepara por adelantado en una solución de citrato de amonio de 0 ,8g /la1,5g /l.
3. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (1), el gas protector es nitrógeno.
4. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (1), la sal de cobalto comprende una seleccionada del grupo que consiste en sulfato de cobalto y cloruro de cobalto.
5. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 4, donde la sal de cobalto se prepara por adelantado en una solución de sal de cobalto; y preferentemente, a la solución de sal de cobalto se le añade un dispersante y el dispersante es citrato de amonio.
6. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (1), el licor alcalino mixto comprende una solución de hidróxido de sodio, hidrato de hidracina y agua amoniacal.
7. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 6, donde un volumen de agua amoniacal representa del 10%al 12 % del volumen total del licor alcalino mixto.
8. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (2), la lixiviación de álcalis se realiza de 45 °C a 55 °C durante 1 h a 2 h con una solución
de hidróxido de sodio.
9. El método de síntesis de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (2), el detergente es una solución de ácido cítrico.
10. Hidróxido de cobalto preparado por el método de síntesis de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el hidróxido de cobalto tiene un área superficial específica (SSA) de 44 cm2/g a 65 cm2/g.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110977138.7A CN113753965B (zh) | 2021-08-24 | 2021-08-24 | 一种氢氧化钴的合成方法及氢氧化钴 |
| PCT/CN2022/093593 WO2023024597A1 (zh) | 2021-08-24 | 2022-05-18 | 一种氢氧化钴的合成方法及氢氧化钴 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2947957A2 true ES2947957A2 (es) | 2023-08-24 |
| ES2947957R1 ES2947957R1 (es) | 2023-10-20 |
| ES2947957B2 ES2947957B2 (es) | 2024-03-13 |
Family
ID=78791039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES202390109A Active ES2947957B2 (es) | 2021-08-24 | 2022-05-18 | Metodo de sintesis de hidroxido de cobalto e hidroxido de cobalto |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240018012A1 (es) |
| CN (1) | CN113753965B (es) |
| DE (1) | DE112022000302T5 (es) |
| ES (1) | ES2947957B2 (es) |
| GB (1) | GB2618692A (es) |
| MA (1) | MA61722A1 (es) |
| WO (1) | WO2023024597A1 (es) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113753965B (zh) * | 2021-08-24 | 2022-11-15 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种氢氧化钴的合成方法及氢氧化钴 |
| CN116177614B (zh) * | 2023-03-23 | 2023-11-21 | 科立鑫(珠海)新能源有限公司 | 一种钴氧化物制备过程降低废料率的工艺方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569444A (en) * | 1990-06-18 | 1996-10-29 | Blanchard; Philippe | Process of obtaining a metal hydroxide powder and powder obtained by the process |
| FI110093B (fi) * | 1999-06-29 | 2002-11-29 | Omg Kokkola Chemicals Oy | Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi |
| CN101269848A (zh) * | 2008-03-05 | 2008-09-24 | 广州融捷材料科技有限公司 | 一种高密度球形四氧化三钴及其制备方法 |
| CN101544408A (zh) * | 2009-04-17 | 2009-09-30 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 水热法制备层片状Co(OH)2或Co3O4纳米棒的方法 |
| CN104058468A (zh) * | 2013-03-19 | 2014-09-24 | 南通瑞翔新材料有限公司 | 一种致密球形氧化钴及其制备方法 |
| JP6233175B2 (ja) * | 2014-02-05 | 2017-11-22 | 住友金属鉱山株式会社 | 水酸化コバルト粒子及びその製造方法、並びに正極活物質及びその製造方法 |
| CN104445442B (zh) * | 2014-12-09 | 2016-05-11 | 英德佳纳金属科技有限公司 | 一种低氯/硫、大粒径氢氧化钴及其制备方法 |
| CN109987645A (zh) * | 2018-01-03 | 2019-07-09 | 格林美（江苏）钴业股份有限公司 | 一种氢氧化亚钴的制备方法 |
| CN108946824B (zh) * | 2018-09-14 | 2020-04-07 | 兰州金川新材料科技股份有限公司 | 一种大粒度四氧化三钴的制备方法 |
| CN111559762A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-21 | 广东先导稀材股份有限公司 | 一种氢氧化钴的制备方法 |
| CN111807421A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-10-23 | 湖南邦普循环科技有限公司 | 一种降低镍钴锰三元正极材料前驱体硫含量的方法 |
| CN113277572B (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-26 | 金驰能源材料有限公司 | 一种低钠硫镍钴复合氢氧化物前驱体及其制备方法 |
| CN113753965B (zh) * | 2021-08-24 | 2022-11-15 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种氢氧化钴的合成方法及氢氧化钴 |
-
2021
- 2021-08-24 CN CN202110977138.7A patent/CN113753965B/zh active Active
-
2022
- 2022-05-18 ES ES202390109A patent/ES2947957B2/es active Active
- 2022-05-18 DE DE112022000302.2T patent/DE112022000302T5/de active Pending
- 2022-05-18 MA MA61722A patent/MA61722A1/fr unknown
- 2022-05-18 WO PCT/CN2022/093593 patent/WO2023024597A1/zh active Application Filing
- 2022-05-18 GB GB2310158.7A patent/GB2618692A/en active Pending
-
2023
- 2023-09-28 US US18/373,998 patent/US20240018012A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113753965A (zh) | 2021-12-07 |
| US20240018012A1 (en) | 2024-01-18 |
| GB202310158D0 (en) | 2023-08-16 |
| WO2023024597A1 (zh) | 2023-03-02 |
| GB2618692A (en) | 2023-11-15 |
| MA61722A1 (fr) | 2024-01-31 |
| CN113753965B (zh) | 2022-11-15 |
| ES2947957R1 (es) | 2023-10-20 |
| ES2947957B2 (es) | 2024-03-13 |
| DE112022000302T5 (de) | 2023-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2947957B2 (es) | Metodo de sintesis de hidroxido de cobalto e hidroxido de cobalto | |
| US11824194B2 (en) | Method for rapidly preparing Prussian blue analogue with monoclinic crystal structure | |
| CN111874958B (zh) | 一种ncma高镍四元前驱体的湿法合成方法 | |
| CN113562711B (zh) | 磷酸铁及其制备方法和应用 | |
| CN103754959B (zh) | 一种大颗粒球形四氧化三钴的制备方法 | |
| JP2011057518A (ja) | 高密度ニッケル・コバルト・マンガン共沈水酸化物及びその製造方法 | |
| CN112582600B (zh) | 一种高熵单晶电池正极材料制备方法及得到的产品 | |
| CN110092421A (zh) | 一种粒径可控的球形碱式碳酸钴的生产方法 | |
| CN110808369B (zh) | 一种低钠硫镍钴铝三元前驱体的制备方法 | |
| CN107342408A (zh) | 提高球形掺杂Co3O4产率的方法及应用 | |
| CN115477293B (zh) | 一种低杂质高比表面积的无水磷酸铁的制备方法 | |
| CN109987646A (zh) | 合成大粒径碳酸钴连续反应的方法 | |
| CN101525752B (zh) | 高纯度四氧化三钴粉体的清洁生产方法 | |
| CN104625082A (zh) | 一种纳米级镍粉的制备方法 | |
| CN116253304B (zh) | 高振实密度磷酸铁及其制备方法、磷酸铁锂 | |
| CN111792635A (zh) | 无水磷酸铁的制备方法 | |
| CN115490273B (zh) | 一种大比表三元前驱体连续制备的方法及制备得到的前驱体 | |
| CN114150378B (zh) | 一种高球形三元前驱体及其制备方法 | |
| WO2023020063A1 (zh) | 一种三元前驱体的制备方法 | |
| CN113213558B (zh) | 一种大颗粒球形碳酸钴前驱体及其制备方法、以及四氧化三钴的制备方法 | |
| CN112366308B (zh) | 一种快速合成镍钴锰正极材料前驱体的方法 | |
| CN108907229A (zh) | 一种椭球状多孔空心镍粉的制备方法 | |
| CN109136555A (zh) | 电解还原生产钒钛合金的氧化物前驱体及花球状多钒酸铵的制备方法 | |
| CN115744994B (zh) | 一种电池级四氧化三锰的制备方法 | |
| CN116081668B (zh) | 一种勃母石溶胶分散剂、制备方法及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2947957 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A2 Effective date: 20230824 |
|
| EC2A | Search report published |
Ref document number: 2947957 Country of ref document: ES Kind code of ref document: R1 Effective date: 20231013 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2947957 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20240313 |