ES2957059B2 - Precursor con forma cristalina transformada y metodo de preparacion del mismo - Google Patents

Precursor con forma cristalina transformada y metodo de preparacion del mismo

Info

Publication number
ES2957059B2
ES2957059B2 ES202390111A ES202390111A ES2957059B2 ES 2957059 B2 ES2957059 B2 ES 2957059B2 ES 202390111 A ES202390111 A ES 202390111A ES 202390111 A ES202390111 A ES 202390111A ES 2957059 B2 ES2957059 B2 ES 2957059B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cobalt
mol
carbonate
solution
carbonate solution
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.)
Active
Application number
ES202390111A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2957059R1 (es
ES2957059A2 (es
Inventor
Bin Li
Changdong Li
Xinghua Lu
Weijian Liu
Yong Cai
Dingshan Ruan
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.)
Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd
Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd
Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Original Assignee
Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd
Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd
Hunan Bangpu Automobile Circulation 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 Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd, Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd, Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd filed Critical Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd
Publication of ES2957059A2 publication Critical patent/ES2957059A2/es
Publication of ES2957059R1 publication Critical patent/ES2957059R1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2957059B2 publication Critical patent/ES2957059B2/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/06—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/40—Complex oxides containing cobalt and at least one other metal element
    • C01G51/42—Complex oxides containing cobalt and at least one other metal element containing alkali metals, e.g. LiCoO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • 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
    • C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
    • C01P2004/16—Nanowires or nanorods, i.e. solid nanofibres with two nearly equal dimensions between 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
    • C01P2004/24—Nanoplates, i.e. plate-like particles with a thickness from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • 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
    • C01P2006/11—Powder tap density
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

DESCRIPCIÓN
PRECURSOR CON FORMA CRISTALINA TRANSFORMADA Y MÉTODO DE
PREPARACIÓN DEL MISMO
CAMPO TÉCNICO
La presente invención pertenece al campo técnico de los materiales para baterías, y se refiere específicamente a un precursor con forma cristalina transformada y a un método de preparación del mismo.
ANTECEDENTES
El óxido cobaltósico es un precursor importante para materiales de cátodo de óxido de cobalto y litio (LCO) y, por lo tanto, las propiedades del óxido cobaltósico determinan en gran medida el rendimiento de un material de cátodo de LCO. El carbonato de cobalto es una materia prima para el óxido cobaltósico y, por lo tanto, una forma cristalina de carbonato de cobalto afecta a las propiedades del óxido cobaltósico.
Después de que el carbonato de cobalto se calcine en óxido cobaltósico, el tamaño de partícula suele reducirse. En la actualidad, un material de óxido cobaltósico obtenido calcinando carbonato de cobalto con un tamaño de partícula D50 de 13 pm a 15 pm generalmente tiene un tamaño de partícula D50 de 11 pm a 12 pm, y el óxido cobaltósico de este rango de tamaño de partícula puede usarse para materiales de baterías de alta potencia; y un material de óxido cobaltósico obtenido calcinando carbonato de cobalto con un tamaño de partícula D50 de 17 pm a 18 pm generalmente tiene un tamaño de partícula D50 de 15 pm a 16 pm, y el óxido cobaltósico de este rango de tamaño de partícula se puede usar para materiales de baterías altamente compactados. Con el desarrollo de dispositivos electrónicos, se han presentado requisitos avanzados sobre la densidad de energía de un material de cátodo de LCO. El aumento del tamaño de partícula de un precursor de partículas grandes puede aumentar la densidad compactada y, por lo tanto, mejorar indirectamente la densidad de energía.
Con el aumento del tamaño de partícula, es fácil que las partículas de carbonato de cobalto se quiebren y se rompan durante un proceso de calcinación, lo que afectará a la consistencia y las propiedades físicas y químicas de un producto. En la actualidad, en la industria se suele utilizar un esquema de calcinación multifase que incluye calcinación a baja temperatura y calcinación a alta temperatura para evitar la rotura de las partículas. Sin embargo, la calcinación multifase afecta a la utilización del equipo y aumenta el coste de producción.
DESCRIPCION 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 preparación y uso de óxido cobaltósico (un precursor con forma cristalina transformada). El carbonato de cobalto preparado se puede preparar en óxido cobaltósico a través de calcinación en un solo paso, lo que resuelve el problema de que el carbonato de cobalto sea fácil de romper y quebrar cuando se calcina en óxido cobaltósico.
Para lograr el objetivo anterior, la presente invención adopta las siguientes soluciones técnicas:
Se proporciona un método de preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
(1) calentar una solución de carbonato de 0,8 mol/l a 1,8 mol/l, añadir por pulverización una sal de cobalto y dejar reaccionar, y después añadir por pulverización una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l y dejar reaccionar para obtener una suspensión de carbonato de cobalto con un tamaño de partícula d e 3 p m a 5 pm;
(2) dejar reposar la suspensión de carbonato de cobalto y añadir por pulverización una sal de cobalto y una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l para permitir una reacción con la que obtener una suspensión de carbonato de cobalto con un tamaño de partícula de 9 pm a 13 pm; y después añadir por pulverización una sal de cobalto usando un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1 m3/h a 3 m3/h y añadir por pulverización una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l usando no menos de tres cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 0,2 m3/h a 5 m3/h para obtener carbonato de cobalto con forma cristalina transformada; y
(3) adicionalmente añadir por pulverización una sal de cobalto y una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l al carbonato de cobalto en forma cristalina transformada, realizar una reacción a temperatura constante con calentamiento, y lavar y calcinar el producto resultante para obtener el óxido cobaltósico.
Preferentemente, en la etapa (1), la solución de carbonato puede ser al menos una del grupo que consiste en una solución de bicarbonato de amonio, una solución de carbonato de sodio, una solución de bicarbonato de sodio y una solución de bicarbonato de potasio.
Preferentemente, en la etapa (1), la sal de cobalto puede ser una del grupo que consiste en sulfato de cobalto y cloruro de cobalto.
Preferentemente, en la etapa (1), la sal de cobalto puede tener una concentración molar de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l.
Preferentemente, en la etapa (1),el calentamiento se puede realizar de 30 °C a 50 °C.
Preferentemente, en la etapa (1), el pH puede controlarse entre 7,45 y 7,65 durante la reacción.
Preferentemente, antes de añadir por pulverización la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l y de dejar reaccionar, la etapa (2) puede incluir, además: eliminar el sobrenadante de la suspensión después del reposo.
Preferentemente, la etapa (2) puede incluir, además: dejar reposar la suspensión de carbonato de cobalto obtenida después de la reacción, eliminar el sobrenadante resultante y pulverizar la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l para permitir una reacción; y repetir el proceso anterior varias veces hasta obtener la suspensión de carbonato de cobalto con un tamaño de partícula d e 9 p m a 13 pm.
Preferentemente, en las etapas (1) y (2), la sal de cobalto se puede añadir por pulverización a un caudal de 1 m3/h a 3 m3/h.
Preferentemente, en las etapas (1) y (2), la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l se puede añadir por pulverización a un caudal de 0,2 m3/h a 5 m3/h.
Preferentemente, en la etapa (2), la sal de cobalto se puede añadir por pulverización utilizando un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1 m3/h a 3 m3/h y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l se puede pulverizar usando no menos de tres cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 0,2 m3/h a 5 m3/h, con el objetivo de cambiar el área de contacto entre la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l.
Preferentemente, en la etapa (2), se puede controlar el pH de 7,3 a 7,6 cuando se cambia el área de contacto entre la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l.
Preferentemente, en la etapa (2), la suspensión de carbonato de cobalto obtenida con un tamaño de partícula de 9 pm a 13 pm se puede distribuir en 2 a 5 partes; y en una de las partes distribuidas, la sal de cobalto se puede pulverizar usando un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1 m3/h a 3 m3/h y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l se puede añadir por pulverización usando no menos de tres cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 0,2 m3/h a 5 m3/h.
Preferentemente, antes de la reacción a temperatura constante, la etapa (3) puede incluir además la adición de un agente complejante.
Más preferentemente, el agente complejante puede ser ácido cítrico.
Preferentemente, en la etapa (3), la reacción a temperatura constante se puede realizar de 50 °C a 60 °C durante 5 h a 10 h .
Preferentemente, en la etapa (3), cuando la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l se añaden además por pulverización al carbonato de cobalto con forma cristalina transformada, la sal de cobalto se puede añadir por pulverización a un caudal de 1 m3/h a 3 m3/h, y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l se puede añadir por pulverización a un caudal de 0,2 m3/h a 5 m3/h.
Preferentemente, la etapa (3) puede incluir además: dejar reposar una suspensión de carbonato de cobalto obtenida después de la reacción a temperatura constante, eliminar el sobrenadante resultante y añadir por pulverización la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l; repetir el proceso anterior varias veces hasta que el contenido de sólidos en la suspensión de carbonato de cobalto alcance de 400 g/l a 580 g/l; y dispensar la suspensión de carbonato de cobalto, y añadir por pulverización adicional la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l para obtener carbonato de cobalto esférico con un tamaño de partícula de 14,5 pm a 22 pm.
Preferentemente, en la etapa (3), el carbonato de cobalto esférico obtenido después del lavado puede tener un tamaño medio de partícula Dv50 de 16 pm a 22 pm y una densidad aparente (TD) de 1,85 g/cm3 a2,15 g/cm3.
Más preferentemente, el carbonato de cobalto esférico se puede formar de la siguiente manera: con granos cristalinos de carbonato de cobalto de tamaño micrométrico como partículas primarias, se realiza una transformación cristalina para hacer que las partículas primarias crezcan en largas partículas cristalinas individuales columnares y laminares, y después las partículas primarias crecen y se acumulan de forma regular a lo largo de la superficie de partículas secundarias esféricas para formar partículas de carbonato de cobalto con forma cristalina transformada, donde hay muchos huecos entre las partículas primarias.
Preferentemente, en la etapa (3), la calcinación se puede realizar de 700 °C a 770 °C durante 5h a10h.
Preferentemente, en la etapa (3), la calcinación se puede realizar en una atmósfera de aire u oxígeno.
También se proporciona óxido cobaltósico preparado por el método de preparación anterior, donde el óxido cobaltósico tiene un tamaño medio de partícula Dv50 de 14,5 pm a 20 pm.
La presente invención también proporciona el uso de óxido cobaltósico preparado por el método de preparación anterior en la preparación de un material de cátodo de LCO.
Principio de control de morfología para filamentos primarios:
Los filamentos primarios se logran controlando la tasa de contacto de la sal de cobalto con la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l. Las velocidades de alimentación y el número de cabezales pulverizadores para la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l se ajustan para controlar el contacto entre los dos líquidos y la diferencia de concentración se ajusta en un pequeño rango para controlar la dirección de crecimiento de los granos cristalinos, regulando de este modo la morfología. (Notas: Además de las velocidades de alimentación, el área de contacto por unidad de tiempo es crucial. Con un solo cabezal pulverizador, una velocidad alta no puede lograr el efecto, porque no se puede lograr una alta uniformidad local en poco tiempo. Múltiples cabezales pulverizadores pueden conducir a una gran área de contacto por unidad de tiempo y, por lo tanto, pueden lograr una alta uniformidad en poco tiempo).
Principio de generación de huecos durante la transformación cristalina:
Las partículas se apilan densamente dentro del carbonato de cobalto, y la transformación y el crecimiento de los cristales se logran sobre la base de las partículas internas, de manera que la parte transformada externa es escamosa o columnar y aumentan los huecos entre las partículas primarias. La formación de huecos en la transformación cristalina es causada por el cambio en la dirección de crecimiento de los granos cristalinos externos de carbonato de cobalto. Cuando se cambia el entorno de reacción (por ejemplo, aumenta el área de contacto por unidad de tiempo de la sal de cobalto con la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l), los granos cristalinos crecen preferentemente a lo largo de un plano cristalino específico, de manera que la morfología del material cambia de granular a escamosa y columnar y aumentan los huecos entre las partículas externas. Cuando el carbonato de cobalto se calcina en óxido cobaltósico, la presencia de los huecos alivia la acumulación de tensión causada por la deformación del volumen durante el proceso de calcinación, lo que resuelve el problema de que el carbonato de cobalto convencional de partículas grandes y medianas sea fácil de romper y quebrar cuando se calcina en óxido cobaltósico.
En comparación con la técnica anterior, la presente invención tiene los siguientes efectos beneficiosos.
1. Enla presente invención, primero se forma un núcleo cristalino de carbonato de cobalto usando un carbonato y una sal de cobalto de diferentes concentraciones, y después se realiza la transformación cristalina sobre la base del núcleo cristalino. El carbonato de cobalto con forma cristalina transformada tiene una energía de reacción superficial reducida, de modo que el carbonato de cobalto crece fácilmente y no es propenso a partículas pequeñas. Una pequeña cantidad de huecos formados durante la transformación cristalina proporcionan un amortiguador de deformación para la contracción de las partículas que experimentan la transformación cristalina durante la calcinación, mejorando de este modo la procesabilidad. El carbonato de cobalto con forma cristalina transformada se puede preparar en óxido cobaltósico esférico a través de calcinación en un solo paso, lo que resuelve el problema de que el carbonato de cobalto convencional de partículas grandes y medianas sea fácil de romper y quebrar cuando se calcina en óxido cobaltósico.
2. En la presente invención, en el proceso de preparación se utilizan dos soluciones de carbonato con diferentes concentraciones. La solución de carbonato con una concentración baja se utiliza como solución base para reducir el cambio de pH y la velocidad de reacción inicial, de manera que la velocidad de nucleación es menor que la velocidad de crecimiento, asegurando de este modo la esfericidad y la uniformidad de la distribución del tamaño de partícula. Posteriormente se utiliza la solución de carbonato con una alta concentración para aumentar la velocidad de crecimiento y la capacidad de producción.
3. Un dispositivo de pulverización para pulverizar la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l de la presente descripción tiene no menos de tres cabezales de pulverización. En la nucleación, se utiliza un solo cabezal pulverizador para pulverizar la sal de cobalto y un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l, lo que favorece la nucleación. En la transformación cristalina, se utiliza un solo cabezal pulverizador para pulverizar la sal de cobalto y múltiples cabezales pulverizadores para pulverizar la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l, lo que favorece el crecimiento de un núcleo cristalino transformado. El dispositivo de pulverización múltiple puede aumentar el área de contacto entre los materiales y promover una microrreacción para lograr una reacción completa de la solución de sal con la solución de bicarbonato de amonio en poco tiempo, de manera que todo el sistema de reacción es violento, uniforme y estable, lo cual puede evitar la formación de partículas pequeñas y acelerar el proceso de transformación cristalina.
4.En la presente invención, el carbonato de cobalto con forma cristalina transformada se utiliza para preparar óxido cobaltósico esférico mediante calcinación en un solo paso, lo que resuelve el problema de la fácil rotura y agrietamiento del propio material; y también se puede ajustar la temperatura de calcinación para que el óxido cobaltósico generado sea uniforme.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 es una imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM) del carbonato de cobalto con forma cristalina transformada preparado en el Ejemplo 1;
la FIG. 2 es una vista en sección transversal del óxido cobaltósico preparado calcinando carbonato de cobalto con forma cristalina transformada en el Ejemplo 1;
la FIG. 3 es una vista en sección transversal del óxido cobaltósico preparado calcinando carbonato de cobalto con forma cristalina transformada en el Ejemplo 2;
la FIG.4es una imagen de SEM del carbonato de cobalto con forma cristalina no transformada del Ejemplo comparativo 1; y
la FIG. 5 es una imagen de SEM del óxido cobaltósico preparado calcinando carbonato de cobalto con forma cristalina no transformada en el Ejemplo comparativo 1.
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 preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
(1) Preparación de materias primas: Se disolvió sulfato de cobalto en agua desionizada para preparar una solución de sal de cobalto con una concentración de ion cobalto de 120 g/l; se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución de carbonato con una concentración de 220 g/l; y se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución C con una concentración de 120 g/l.
(2) Nucleación: Se añadieron2m3 de la solución C como solución base a un reactor, se calentó a 40 °C, se mantuvo a esa temperatura por medio de un baño de agua circulante y se agitó continuamente a 150 rpm; se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de sal de cobalto en el reactor a un caudal de 1,5 m3/h hasta que el pH en el reactor se redujo a 7,5, y después se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de carbonato de 220 g/l a un caudal de 2 m3/h, donde el pH se controló de forma estable a 7,5 ajustando el caudal de la solución de carbonato de 220 g/l; y cuando un tamaño de partícula de carbonato de cobalto alcanzó los 3,5 pm, la alimentación y la agitación se detuvieron para obtener una suspensión de muestra dispersiva.
(3) Proceso de transformación cristalina: La suspensión de muestra dispersiva se sometió a decantación estática por primera vez y el sobrenadante resultante se eliminó; la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 220 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 2 m3/h, y después de llenar el reactor (10 m3) con una suspensión, la alimentación se detuvo; después se repitió un ciclo de "decantación estática-eliminación del sobrenadante-pulverización de la solución de sal de cobalto y solución de carbonato de 3 mol/l con un solo cabezal pulverizador-detención de la alimentación cuando se llenó el reactor" hasta que el tamaño de partícula de un cristal de siembra alcanzó 10 pm; se dispensó una suspensión de cristales de siembra por primera vez en dos partes; y en una parte de la suspensión de cristales de siembra, se pulverizó la solución de sal de cobalto con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y se pulverizó la solución de carbonato de 220 g/l con tres cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 2 m3/h hasta que el tamaño de partícula alcanzó 11 pm para completar la transformación cristalina en carbonato de cobalto, donde el pH se controló de forma estable a 7,3.
(4) Crecimiento: La solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 220 g/l se pulverizó con tres cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 2 m3/h, donde la temperatura se controló a 50°C y el pH se controló de forma estable a 7,3; 3 h más tarde, la alimentación y la agitación se detuvieron, la suspensión resultante se dejó reposar y el sobrenadante resultante se eliminó; se inició la agitación y se continuó con la siguiente ronda de alimentación; la alimentación anterior se repitió hasta que el contenido de sólidos en la suspensión de carbonato de cobalto del reactor alcanzó 450 g/l; la suspensión de carbonato de cobalto se dispensó por segunda vez, y después la alimentación continuó sin cambiar las condiciones de reacción; y la operación anterior se repitió hasta que el carbonato de cobalto tuvo el tamaño de partícula objetivo para obtener una suspensión de carbonato de cobalto esférico con forma cristalina transformada.
(5) La suspensión de carbonato de cobalto esférico con forma cristalina transformada se lavó durante 50 min, se deshidrató durante 20 min y se secó durante 6 h para obtener un polvo de carbonato de cobalto esférico con forma cristalina transformada, que tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de 18,5 pm y una TD de 1,96 g/cm3.
(6) El polvo de carbonato de cobalto esférico seco con forma cristalina transformada se sometió a calcinación en un solo paso a 700 °C durante 6 h en una atmósfera de aire para obtener óxido cobaltósico esférico con un tamaño medio de partícula Dv50 de 16,5 pm.
Ejemplo 2
En este ejemplo se proporcionó un método de preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
(1) Preparación de materias primas: Se disolvió sulfato de cobalto en agua desionizada para preparar una solución de sal de cobalto con una concentración de ion cobalto de 150 g/l; se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución de carbonato con una concentración de 210 g/l; y se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución C con una concentración de 100 g/l.
(2) Nucleación: Se añadieron 2,5 m3 de la solución C como solución base a un reactor, se calentó a 40 °C, se mantuvo a esa temperatura por medio de un baño de agua circulante y se agitó continuamente a 150 rpm; se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de sal de cobalto en el reactor a un caudal de 1,5 m3/h hasta que el pH en el reactor se redujo a 7,5, y después se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de carbonato de 210 g/l a un caudal de 2 m3/h, donde el pH se controló de forma estable a 7,5 ajustando el caudal de la solución de carbonato de 210 g/l; y cuando un tamaño de partícula de carbonato de cobalto alcanzó los 3,5 pm, la alimentación y la agitación se detuvieron para obtener una suspensión de muestra dispersiva.
(3) La suspensión de muestra dispersiva del reactor se sometió a decantación estática por primera vez y el sobrenadante resultante se eliminó; la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 210 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 2 m3/h, y después el reactor (10 m3) se llenó con una suspensión, la alimentación se detuvo; después se repitió un ciclo de "decantación estática-eliminación del sobrenadante-pulverización de la solución de sal de cobalto y solución de carbonato de 3 mol/l con un solo cabezal pulverizador-detención de la alimentación cuando se llenó el reactor" hasta que el tamaño de partícula de un cristal de siembra alcanzó 11,5 pm; se dispensó una suspensión de cristales de siembra por primera vez en dos partes; y en una parte de la suspensión de cristales de siembra, la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 210 g/l se pulverizó con cuatro cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 2 m3/h, hasta que el tamaño de partícula alcanzó 12,5 pm para completar la transformación cristalina para carbonato de cobalto, donde el pH se controló de forma estable a 7,5.
(4) La solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 210 g/l se pulverizó con cuatro cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 2 m3/h, cuando se añadió ácido cítrico (la relación molar de 210 g/l de carbonato a ácido cítrico fue de 100:1,0), la temperatura se controló a 55°C y el pH se controló de forma estable a 7,5; 3,5 h más tarde, la alimentación y la agitación se detuvieron, la suspensión resultante se dejó reposar y el sobrenadante resultante se eliminó; se inició la agitación y se continuó con la siguiente ronda de alimentación; la alimentación anterior se repitió hasta que el contenido de sólidos en la suspensión de carbonato de cobalto del reactor alcanzó 480 g/l; la suspensión de carbonato de cobalto se dispensó por segunda vez, y después la alimentación continuó sin cambiar las condiciones de reacción; y la operación anterior se repitió hasta que el carbonato de cobalto tuvo el tamaño de partícula objetivo para obtener una suspensión de carbonato de cobalto esférico.
(5) La suspensión de carbonato de cobalto esférico se lavó durante 50 min, se deshidrató durante 20 min y se secó durante 6 h para obtener un polvo de carbonato de cobalto esférico con forma cristalina transformada, que tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de 18,8 pm y una TD de 2,01 g/cm3.
(6) El polvo de carbonato de cobalto esférico seco con forma cristalina transformada se sometió a calcinación en un solo paso a 750 °C durante 6 h en una atmósfera de aire para obtener óxido cobaltósico esférico con un tamaño medio de partícula Dv50 de 16,8 pm.
Ejemplo 3
En este ejemplo se proporcionó un método de preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
(1) Se disolvió sulfato de cobalto en agua desionizada para preparar una solución de sal de cobalto con una concentración de ion cobalto de 100 g/l; se disolvió bicarbonato de sodio en agua desionizada para preparar una solución de carbonato con una concentración de 230 g/l; y se disolvió bicarbonato de sodio en agua desionizada para preparar una solución C con una concentración de 80 g/l.
(2) Se añadieron 1,8 m3 de la solución C como solución base a un reactor, se calentó a 45 °C, se mantuvo a esa temperatura por medio de un baño de agua circulante y se agitó continuamente a 150 rpm; se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de sal de cobalto en el reactor a un caudal de 3 m3/h hasta que el pH en el reactor se redujo a 7,5, y después se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de carbonato de 230 g/l a un caudal de4m3/h, donde el pH se controló de forma estable a 7,5 ajustando el caudal de la solución de carbonato de 230 g/l; y cuando un tamaño de partícula de carbonato de cobalto alcanzó los 5,5 pm, la alimentación y la agitación se detuvieron para obtener una suspensión de muestra dispersiva.
(3) La suspensión de muestra dispersiva se sometió a decantación estática por primera vez y el sobrenadante resultante se eliminó; la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 3 m3/h y la solución de carbonato de 230 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de4m3/h, y después de llenar el reactor con una suspensión, la alimentación se detuvo; después se repitió un ciclo de "decantación estática-eliminación del sobrenadantepulverización de la solución de sal de cobalto y solución de carbonato de 230 g/l con un solo cabezal pulverizador-detención de la alimentación cuando se llenó el reactor" hasta que el tamaño de partícula de un cristal de siembra alcanzó 11,5 pm; se dispensó una suspensión de cristales de siembra por primera vez en dos partes; y en una parte de la suspensión de cristales de siembra, la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 3 m3/h y la solución de carbonato de 230 g/l se pulverizó con cuatro cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 4 m3/h, hasta que el tamaño de partícula alcanzó 12,5 pm para completar la transformación cristalina para carbonato de cobalto, donde el pH se controló de forma estable a 7,5.
(4) La solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 3 m3/h y la solución de carbonato de 230 g/l se pulverizó con cuatro cabezales pulverizadores, cada uno a un caudal de 4 m3/h, donde la temperatura se controló a 56°C y el pH se controló de forma estable a 7,5; 4,0 h más tarde, la alimentación y la agitación se detuvieron, la suspensión resultante se dejó reposar y el sobrenadante resultante se eliminó; se inició la agitación y se continuó con la siguiente ronda de alimentación; la alimentación anterior se repitió hasta que el contenido de sólidos en la suspensión de carbonato de cobalto del reactor alcanzó 460 g/l; la suspensión de carbonato de cobalto se dispensó por segunda vez, y después la alimentación continuó sin cambiar las condiciones de reacción; y la operación anterior se repitió hasta que el carbonato de cobalto tuvo el tamaño de partícula objetivo para obtener una suspensión de carbonato de cobalto esférico.
(5) La suspensión de carbonato de cobalto esférico se lavó durante 70 min, se deshidrató durante 25 min y se secó durante 10 h para obtener un polvo de carbonato de cobalto esférico, que tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de 19,8 pm y una TD de2,11 g/cm3.
(6) El polvo de carbonato de cobalto esférico seco se sometió a calcinación en un solo paso a 750 °C durante 5 h en una atmósfera de aire para obtener óxido cobaltósico esférico con un tamaño medio de partícula Dv50 de 17,8 pm.
Ejemplo 4
En este ejemplo se proporcionó un método de preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
El método de preparación fue básicamente el mismo que en el Ejemplo 1 con la excepción de que, antes de la decantación estática por primera vez en la etapa (3), el tamaño de partícula alcanzó los 4,5 pm; el tamaño de partícula alcanzó 13 pm después de que se completara la transformación cristalina; se añadió ácido cítrico durante la transformación cristalina; el polvo de carbonato de cobalto esférico obtenido después del secado tenía un tamaño medio de partícula D50 de 21 pm y una DT de 2,23 g/cm3; la calcinación en un solo paso se realizó a 760 °C durante 6 h; y el óxido cobaltósico esférico obtenido tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de 18,5 pm.
Ejemplo 5
En este ejemplo se proporcionó un método de preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
El método de preparación fue básicamente el mismo que en el Ejemplo2con la excepción de que, antes de la decantación estática por primera vez en la etapa (3), el tamaño de partícula alcanzó los 4,2 pm; el tamaño de partícula alcanzó 11 pm después de que se completara la transformación cristalina; no se añadió ácido cítrico durante la transformación cristalina; el polvo de carbonato de cobalto esférico obtenido después del secado tenía un tamaño medio de partícula D50 de 16 pm y una DT de 1,89 g/cm3; la calcinación en un solo paso se realizó a 680 °C durante 6 horas; y el óxido cobaltósico esférico obtenido tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de 14,7 pm.
Ejemplo comparativo 1
En este ejemplo comparativo se proporcionó un método de preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
(1) Se disolvió sulfato de cobalto en agua desionizada para preparar una solución de sal de cobalto con una concentración de ion cobalto de 120 g/l; se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución de carbonato con una concentración de 220 g/l; y se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución C con una concentración de 120 g/l.
(2) Se añadieron 2 m3 de la solución C como solución base a un reactor, se calentó a 40 °C, se mantuvo a esa temperatura por medio de un baño de agua circulante y se agitó continuamente a 150 rpm; se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de sal de cobalto en el reactor a un caudal de 1,5 m3/h hasta que el pH en el reactor se redujo a 7,5, y después se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de carbonato de 220 g/l a un caudal de 2 m3/h, donde el pH se controló de forma estable a 7,5 ajustando el caudal de la solución de carbonato de 220 g/l; y cuando un tamaño de partícula de carbonato de cobalto alcanzó los 3,5 pm, la alimentación y la agitación se detuvieron para obtener una suspensión de muestra dispersiva.
(3) La suspensión de muestra dispersiva del reactor se sometió a decantación estática por primera vez y el sobrenadante resultante se eliminó; la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 220 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 2 m3/h, y después de llenar el reactor con una suspensión, la alimentación se detuvo; después se repitió un ciclo de "decantación estática-eliminación del sobrenadante-pulverización de la solución de sal de cobalto y solución de carbonato de 220 g/l con un solo cabezal pulverizador-detención de la alimentación cuando se llenó el reactor" hasta que el tamaño de partícula de un cristal de siembra alcanzó 10pm;se dispensó una suspensión de cristales de siembra por primera vez, la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 220 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 2 m3/h hasta que el tamaño de partícula alcanzó 11 pm, donde el pH se controló de forma estable a 7,3.
(4) La solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 220 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 2 m3/h, donde la temperatura se controló a 50°C y el pH se controló de forma estable a 7,3; 3 h más tarde, la alimentación y la agitación se detuvieron, la suspensión resultante se dejó reposar y el sobrenadante resultante se eliminó; se inició la agitación y se continuó con la siguiente ronda de alimentación; la alimentación anterior se repitió hasta que el contenido de sólidos en la suspensión de carbonato de cobalto del reactor alcanzó 450 g/l; la suspensión de carbonato de cobalto se dispensó por segunda vez, y después la alimentación continuó sin cambiar las condiciones de reacción; y la operación anterior se repitió hasta que el carbonato de cobalto tuvo el tamaño de partícula objetivo para obtener una suspensión de carbonato de cobalto esférico.
(5) La suspensión de carbonato de cobalto esférico se lavó durante 50 min, se deshidrató durante 20 min y se secó durante 6 h para obtener un polvo de carbonato de cobalto esférico, que tenía un tamaño medio de partícula D50 de 18,2 pm y una TD de 1,98 g/cm3.
(6) El polvo de carbonato de cobalto esférico seco se sometió a calcinación en un solo paso a 700 °C durante 6 h en una atmósfera de aire para obtener óxido cobaltósico esférico, cuando el tetraóxido de cobalto se quebró parcialmente y tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de 16,2 pm.
Ejemplo comparativo 2
En este ejemplo comparativo se proporcionó un método de preparación de óxido cobaltósico, que incluye las siguientes etapas:
(1) Se disolvió sulfato de cobalto en agua desionizada para preparar una solución de sal de cobalto con una concentración de ion cobalto de 120 g/l; se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución de carbonato con una concentración de 220 g/l; y se disolvió bicarbonato de amonio en agua desionizada para preparar una solución C con una concentración de 120 g/l.
(2) Se añadieron 2 m3 de la solución C como solución base a un reactor, se calentó a 40 °C, se mantuvo a esa temperatura por medio de un baño de agua circulante y se agitó continuamente a 150 rpm; se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de sal de cobalto en el reactor a un caudal de 1,5 m3/h hasta que el pH en el reactor se redujo a 7,6, y después se usó un solo cabezal pulverizador para pulverizar la solución de carbonato de 220 g/l a un caudal de 2 m3/h, donde el pH se controló de forma estable a 7,6 ajustando el caudal de la solución de carbonato de 220 g/l; y cuando un tamaño de partícula de carbonato de cobalto alcanzó los 3,5 pm, la alimentación y la agitación se detuvieron para obtener una suspensión de muestra dispersiva.
(3) La suspensión de muestra dispersiva del reactor se sometió a decantación estática por primera vez y el sobrenadante resultante se eliminó; la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 220 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 2 m3/h, y después de llenar el reactor (10m3) con una suspensión, la alimentación se detuvo; después se repitió un ciclo de "decantación estática-eliminación del sobrenadante-pulverización de la solución de sal de cobalto y solución de carbonato de 220 g/l con un solo cabezal pulverizador-detención de la alimentación cuando se llenó el reactor" hasta que el tamaño de partícula de un cristal de siembra alcanzó 10 pm; se dispensó una suspensión de cristales de siembra por primera vez, la solución de sal de cobalto se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1,5 m3/h y la solución de carbonato de 220 g/l se pulverizó con un solo cabezal pulverizador a un caudal de 2 m3/h hasta que el tamaño de partícula alcanzó 11 pm, donde el pH se controló de forma estable a 7,0.
(4) La solución de sal de cobalto se pulverizó adicionalmente con un solo cabezal pulverizador y la solución de carbonato de 3 mol/l se pulverizó adicionalmente con un solo cabezal pulverizador, donde la temperatura se controló a 50 ° C y el pH se controló de forma estable a 7,0; 3 h más tarde, la alimentación y la agitación se detuvieron, la suspensión resultante se dejó reposar y el sobrenadante resultante se eliminó; se inició la agitación y se continuó con la siguiente ronda de alimentación; la alimentación anterior se repitió hasta que el contenido de sólidos en la suspensión de carbonato de cobalto del reactor alcanzó 450 g/l; la suspensión de carbonato de cobalto se dispensó por segunda vez, y después la alimentación continuó sin cambiar las condiciones de reacción; y la operación anterior se repitió hasta que el carbonato de cobalto tuvo el tamaño de partícula objetivo para obtener una suspensión de carbonato de cobalto esférico.
(5) La suspensión de carbonato de cobalto esférico se lavó durante 50 min, se deshidrató durante 20 min y se secó durante 6 h para obtener un polvo de carbonato de cobalto esférico con partículas pequeñas, que tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de 17,6 pm y unaTD de 1,90 g/cm3.
(6) El polvo de carbonato de cobalto esférico seco se sometió a calcinación en un solo paso a 700 °C durante 6 h en una atmósfera de aire para obtener óxido cobaltósico esférico, cuando el tetraóxido de cobalto se quebró parcialmente, incluía partículas pequeñas y tenía un tamaño medio de partícula Dv50 de15,1 pm.
Hay una morfología similar a una lámina en la superficie de las partículas de carbonato de cobalto del Ejemplo 1 (FIG. 1). A partir de la vista en sección transversal (FIG. 2) del óxido cobaltósico obtenido tras la calcinación se puede observar que existen diferencias significativas entre el interior y el exterior de una partícula, con una línea divisoria obvia, que está causada por la transformación cristalina. Se puede ajustar la temperatura de calcinación para la preparación del óxido cobaltósico de manera que se haga desaparecer la línea divisoria, como se muestra en la FIG. 3. La FIG.4es una imagen de SEM del carbonato de cobalto con forma cristalina no transformada del Ejemplo Comparativo 1, y puede verse que hay protuberancias en la superficie y que no hay una morfología similar a una lámina. Como se muestra en la FIG. 5, el óxido cobaltósico obtenido al calcinar el carbonato de cobalto con una forma cristalina no transformada tiene grietas evidentes debido a la acumulación de tensiones, dando como resultado una pobre consistencia del producto.
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 (8)

REIVINDICACIONES
1. Un método de preparación de óxido cobaltósico, que comprende las siguientes etapas:
(1) calentar una solución de carbonato de 0,8 mol/l a 1,8 mol/l, añadir por pulverización una sal de cobalto y dejar reaccionar, y añadir por pulverización una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l y dejar reaccionar para obtener una suspensión de carbonato de cobalto con un tamaño de partícula de 3 ^m a 5 ^m;
(2) dejar reposar la suspensión de carbonato de cobalto y añadir por pulverización una sal de cobalto y una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l por separado para permitir una reacción para obtener una suspensión de carbonato de cobalto con un tamaño de partícula de 9 ^m a 13 ^m; y añadir por pulverización una sal de cobalto usando un solo cabezal pulverizador a un caudal de 1 m3/h a 3 m3/h y añadir por pulverización una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l usando no menos de tres cabezales pulverizadores, cada uno a una caudal de 0,2 m3/h a 5 m3/h, para obtener carbonato de cobalto con forma cristalina transformada; y
(3) adicionalmente añadir por pulverización una sal de cobalto y una solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l al carbonato de cobalto en forma cristalina transformada, realizar una reacción a temperatura constante con calentamiento, y lavar y calcinar el producto resultante para obtener el óxido cobaltósico.
2. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (1), la solución de carbonato es al menos una seleccionada del grupo que consiste en una solución de bicarbonato de amonio, una solución de carbonato de sodio, una solución de bicarbonato de sodio y una solución de bicarbonato de potasio.
3. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (1), la sal de cobalto es una seleccionada del grupo que consiste en sulfato de cobalto y cloruro de cobalto.
4. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (1), el pH se controla de 7,45 a 7,65 durante la reacción.
5. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 1, donde la etapa (2) además comprende: dejar reposar la suspensión de carbonato de cobalto obtenida después de la reacción, eliminar el sobrenadante resultante y añadir por pulverización la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l para permitir una reacción; y repetir el proceso anterior varias veces hasta obtener la suspensión de carbonato de cobalto con un tamaño de partícula de 9 ^m a 13 ^m.
6. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 1, donde en las etapas (1) y (2), la sal de cobalto se añade por pulverización a un caudal de 1 m3/h a 3 m3/h y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l se añade por pulverización a un caudal de 0,2 m3/h a 5 m3/h.
7. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 1, donde la etapa (3) comprende además: dejar reposar una suspensión de carbonato de cobalto obtenida después de la reacción a temperatura constante, eliminar el sobrenadante resultante y añadir por pulverización la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l; repetir el proceso anterior varias veces hasta que el contenido de sólidos en la suspensión de carbonato de cobalto alcance de 400 g/l a 580 g/l; y dispensar la suspensión de carbonato de cobalto, y añadir por pulverización adicional la sal de cobalto y la solución de carbonato de 2,5 mol/l a 3,5 mol/l para obtener carbonato de cobalto esférico con un tamaño de partícula de 14,5 ^m a 22 ^m.
8. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 1, donde en la etapa (3), la calcinación se realiza de 700 °C a 770 °C durante 5 h a 10 h.
ES202390111A 2021-08-27 2022-05-16 Precursor con forma cristalina transformada y metodo de preparacion del mismo Active ES2957059B2 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110994263.9A CN113816435B (zh) 2021-08-27 2021-08-27 一种转晶前驱体及其制备方法
PCT/CN2022/093079 WO2023024591A1 (zh) 2021-08-27 2022-05-16 一种转晶前驱体及其制备方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ES2957059A2 ES2957059A2 (es) 2024-01-09
ES2957059R1 ES2957059R1 (es) 2024-08-22
ES2957059B2 true ES2957059B2 (es) 2025-10-21

Family

ID=78913749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES202390111A Active ES2957059B2 (es) 2021-08-27 2022-05-16 Precursor con forma cristalina transformada y metodo de preparacion del mismo

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230399238A1 (es)
CN (1) CN113816435B (es)
DE (1) DE112022000296T8 (es)
ES (1) ES2957059B2 (es)
GB (1) GB2617938A (es)
HU (1) HU231617B1 (es)
MA (1) MA61710A1 (es)
WO (1) WO2023024591A1 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113816435B (zh) * 2021-08-27 2022-11-15 广东邦普循环科技有限公司 一种转晶前驱体及其制备方法
CN114956197B (zh) * 2022-06-20 2024-05-28 江西佳纳能源科技有限公司 一种球形碳酸钴及其制备方法与锂离子电池正极材料
CN115321605B (zh) * 2022-08-22 2023-10-17 广东邦普循环科技有限公司 一种转晶掺铝碳酸钴的制备方法和应用
CN115872457B (zh) * 2023-02-16 2024-05-31 广东邦普循环科技有限公司 碳酸钴的制备方法和碳酸钴
GB2642817A (en) * 2024-07-16 2026-01-28 Dyson Technology Ltd Method of manufacturing a particulate transition metalcarbonate material
GB2644629A (en) * 2024-07-16 2026-04-29 Dyson Technology Ltd Method of manufacturing a particulate transition metal carbonate material
CN119349649B (zh) * 2024-11-06 2025-09-16 格林美（江苏）钴业股份有限公司 一种静态成核和动态生长结合的四氧化三钴的制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4321170B2 (ja) * 2003-07-23 2009-08-26 住友金属鉱山株式会社 低アルカリ金属含有量の炭酸コバルト又は塩基性炭酸コバルトの製造方法
CN105800699A (zh) * 2016-04-20 2016-07-27 湖南海纳新材料有限公司 一种高球形度大颗粒四氧化三钴的制备方法
CN106825597A (zh) * 2016-12-23 2017-06-13 荆门市格林美新材料有限公司 一种钴粉的制备方法
CN107540024A (zh) * 2017-09-14 2018-01-05 湖南雅城新材料有限公司 球形四氧化三钴的制备方法、生产装置及球形四氧化三钴
CN108275730B (zh) * 2018-01-31 2020-09-29 荆门市格林美新材料有限公司 一种13-15微米电池级球形碳酸钴晶种的合成方法
CN109368709A (zh) * 2018-11-26 2019-02-22 荆门市格林美新材料有限公司 一种碳酸钴、四氧化三钴粒度控制性生产工艺
CN112537802B (zh) * 2020-12-08 2022-11-22 衢州华友钴新材料有限公司 一种高电压锂电池前驱体掺杂氢氧化钴的制备方法
CN112499693B (zh) * 2020-12-08 2022-11-22 衢州华友钴新材料有限公司 一种由超大单晶复合堆积而成的球形碳酸钴颗粒及其制备方法
CN112723422B (zh) * 2020-12-30 2022-08-30 巴斯夫杉杉电池材料有限公司 一种掺铝四氧化三钴核壳材料及其制备方法
CN112974823A (zh) * 2021-02-02 2021-06-18 安徽寒锐新材料有限公司 超细球形钴粉的制备方法及制备设备
CN113213558B (zh) * 2021-07-09 2021-09-14 金驰能源材料有限公司 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
CN113816435B (zh) * 2021-08-27 2022-11-15 广东邦普循环科技有限公司 一种转晶前驱体及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2957059R1 (es) 2024-08-22
HUP2400200A1 (hu) 2024-06-28
MA61710A1 (fr) 2024-05-31
DE112022000296T5 (de) 2023-09-14
CN113816435A (zh) 2021-12-21
HU231617B1 (hu) 2025-03-28
ES2957059A2 (es) 2024-01-09
GB2617938A (en) 2023-10-25
CN113816435B (zh) 2022-11-15
GB202310166D0 (en) 2023-08-16
US20230399238A1 (en) 2023-12-14
WO2023024591A1 (zh) 2023-03-02
DE112022000296T8 (de) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2957059B2 (es) Precursor con forma cristalina transformada y metodo de preparacion del mismo
CN108011101B (zh) 一种大粒径均匀掺铝四氧化三钴的制备方法
CN112624213B (zh) 三元前驱体的制备方法及三元前驱体、正极材料、锂离子电池
CN106299347B (zh) 镍钴铝三元前驱体及其制备方法和制备的正极材料及方法
CN101913659B (zh) 电池级四氧化三钴的制备方法
CN115594230B (zh) 一种Yolk-shell结构三元正极材料前驱体及其制备方法
CN107265520B (zh) 一种球形镍钴锰前驱体材料的制备方法及产品
CN112499693B (zh) 一种由超大单晶复合堆积而成的球形碳酸钴颗粒及其制备方法
CN107180950A (zh) 一种锂离子电池三元正极材料ncm、nca的喷雾干燥法制备方法
CN110611098B (zh) 一种高放射状、高振实的镍钴铝酸锂前驱体及其制备方法
CN112661199B (zh) 一种高振实密度氧化铝包覆镁锰共掺杂四氧化三钴的制备方法
CN104779383B (zh) 一种高比能锂离子电池用正极材料的制备方法
CN106711435B (zh) 一种层状富锂锰基/石墨烯纳米带正极复合材料的制备方法
CN109289756B (zh) 一种多孔锰系锂离子筛吸附剂及其制备方法
CN111540898A (zh) 一种一次颗粒均一性好的前驱体的制备方法和应用
CN114195204A (zh) 一种高球形度富锰碳酸盐前驱体及其制备方法与应用
CN111018004A (zh) 一种体相掺杂稀土元素的三元前驱体及其正极材料的制备方法
CN105810894A (zh) 一种多层包覆结构的锂离子电池正极材料的制备方法
CN110817976A (zh) 一种正极材料前驱体及其制备方法和用途
CN109179516A (zh) 掺铝小颗粒球形四氧化三钴以及其制备方法
CN115838161A (zh) 高振实密度、高压实密度磷酸铁锂正极材料的制备方法
CN110492060B (zh) 一种纳微分级磷酸锰锂/碳复合正极材料的制备方法
CN1215587C (zh) 以纳米四氧化三钴为原料制备锂离子电池正极材料钴酸锂的方法
CN109289758B (zh) 一种六方片状锰系锂离子筛吸附剂及其制备方法
CN101862630B (zh) 一种核/壳复合结构的羟基磷灰石空心微球的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2957059

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20240109

EC2A Search report published

Ref document number: 2957059

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: R1

Effective date: 20240814

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2957059

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20251021