FI110093B - Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi - Google Patents

Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi Download PDF

Info

Publication number
FI110093B
FI110093B FI991478A FI991478A FI110093B FI 110093 B FI110093 B FI 110093B FI 991478 A FI991478 A FI 991478A FI 991478 A FI991478 A FI 991478A FI 110093 B FI110093 B FI 110093B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
hydroxide
cobalt
metal
particle size
mixed
Prior art date
Application number
FI991478A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI991478L (fi
FI991478A0 (fi
Inventor
Mika Martikainen
Original Assignee
Omg Kokkola Chemicals Oy
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 Omg Kokkola Chemicals Oy filed Critical Omg Kokkola Chemicals Oy
Publication of FI991478A0 publication Critical patent/FI991478A0/fi
Priority to FI991478A priority Critical patent/FI110093B/fi
Priority to AU58298/00A priority patent/AU5829800A/en
Priority to ES00944062T priority patent/ES2235906T3/es
Priority to JP2001506951A priority patent/JP3961826B2/ja
Priority to AT00944062T priority patent/ATE286855T1/de
Priority to CNB008097429A priority patent/CN1164499C/zh
Priority to DE60017421T priority patent/DE60017421T2/de
Priority to PCT/FI2000/000581 priority patent/WO2001000532A1/en
Priority to EP00944062A priority patent/EP1210295B1/en
Priority to CA2377152A priority patent/CA2377152C/en
Publication of FI991478L publication Critical patent/FI991478L/fi
Priority to NO20016394A priority patent/NO20016394L/no
Application granted granted Critical
Publication of FI110093B publication Critical patent/FI110093B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/60—Compounds characterised by their crystallite size
    • 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
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • 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
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • 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
    • C01P2006/10—Solid density
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

110093
Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi
Keksintö koskee korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaavaa koboltti-5 hydroksidia tai koboltin ja jonkin muun metallin seoshydroksidia.
Kobolttihydroksidia käytetään monissa sovellutuksissa, esimerkiksi elektroniikkateollisuudessa lisäaineena ladattavissa NiMH- ja NiCd-akuissa. Lisäksi se soveltuu käytettäväksi oksidituotteiden, kuten LiCo02 ja LiCoM02, valmistuksessa prekurso-rina (M tarkoittaa metallia). Kobolttihydroksidia käytetään myös katalyyttinä tai 10 prekursorina katalyyttituotannossa. Edellä mainittuihin tarkoituksiin soveltuu käytettäväksi myöskin hydroksidituote, jossa koboltin ohella on jotain muuta metallia, kuten nikkeliä, mangaania, mangnesiumia tai alumiinia.
Alalla tunnetaan monia menetelmiä kobolttihydroksidin valmistamiseksi. US-paten-tin 5 057 299 mukaisessa menetelmässä kobolttihydroksidia valmistetaan yhdistä-15 mällä koboltti-ioni kompleksoivan aineen kanssa, jolloin muodostuu vesiliukoinen kobolttikompleksi. Tähän lisätään hydroksidi-ionia ja seosta kuumennetaan ja pidetään hydrotermaalisissa olosuhteissa, kunnes kobolttihydroksidi saostuu. Tämän US-patentin menetelmällä partikkelikoko saadaan kasvamaan korkeampia lämpötiloja *:*: käytettäessä. Partikkelikokoa voidaan patentin mukaisella menetelmällä lämpötilan • · ; \ 20 avulla säätää kuitenkin vain välillä noin 0,05-0,5 μιη.
Akkuteollisuuden sovellutuksissa NiCd- ja NIMH-akuilta vaaditaan hyvää kapasi- i : teettia. Kapasiteettia voidaan nostaa käyttämällä akkujen lisäaineena kobolttihydr- •« * : oksidia, jonka tilavuuspaino on mahdollisimman korkea. Lisäksi oksidituotteiden • · · ·’ valmistuksessa on tärkeää, että käytetyllä kobolttihydroksilla on alhainen ominais-25 pinta-ala ja korkea tilavuuspaino. Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada :*·.· aikaan menetelmä, jolla voidaan valmistaa suuren partikkelikoon omaavia koboltti--. hydroksidi-partikkeleita tai koboltin ja jonkin muun metallin seoshydroksidipartik- • I » _ keleita helposti kontrolloitavalla menetelmällä. Tarkoituksena on saada aikaan ko-*;;; · ’ bolttihydroksidipartikkeleita tai koboltin ja jonkin muun metallin seoshydroksidipar- :-..30 tikkeleita, joiden partikkelikoko on yli 1 pm, edullisesti yli 3 pm. Tämä on keksin-•' ·': nön mukaisesti saatu aikaan siten kuin on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.
’··*’ Keksinnön mukaisesti saadaan paitsi kobolttihydroksidia myös koboltin ja jonkin muun metallin tai metalleiden seoshydroksidia. Muina metalleina voidaan käyttää 2 11CC93 esimerkiksi nikkeliä, mangaania, mangnesiumia tai alumiinia tai näiden seoksia käyttötarkoituksen mukaan.
Keksinnön mukaisen tuotteen valmistusmenetelmässä käytetään lähtöaineena koboltin tai koboltin ja seosmetallien vesipitoisia suolaliuoksia sulfaatin, nitraatin tai klo-5 ridin muodossa. Liuoksen konsentraatio voi vaihdella välillä 10-120 g/1 kokonais-metallipitoisuuden suhteen laskettuna.
Tähän metallisuolaliuokseen lisätään sellaista kompleksinmuodostaja-ainetta, joka muodostaa ammoniumkompleksin metalli-ionin kanssa. Kompleksinmuodostaja-aine voi olla ammoniumsulfaattia, vesipitoista ammoniakkia tai jokin muu ammo-10 niumionilähde. Periaatteessa kompleksinmuodostaja-aine voi olla myös jotain muuta metallin kanssa kompleksin muodostavaa ainetta, kuten esimerkiksi EDTA:ta. Esillä olevassa keksinnössä ammoniumioni on kuitenkin havaittu hyväksi kompleksinmuodostaja-aineeksi sen halpuuden ja hyvien kompleksinmuodostusominaisuuk-siensa takia. Reaktoriin syötettävän ammoniumkompleksinmuodostaja-aineen ja me-15 tallin välinen moolisuhde on edullisesti noin 0,5-3, edullisimmin noin 1,5-2,0. Reaktio suoritetaan aikalisissä olosuhteissa ja pH:n säätämiseen käytetään edullisesti NaOHrta. Edullinen pH-arvo on välillä 10-13, edullisimmillaan pH on välillä 11,2- 12,0. Reaktio suoritetaan lämpötilassa noin 40-90 °C, edullisesti lämpötilassa noin 70 °C. Keksinnön mukaisesti saadaan kobolttihydroksidia, jonka tilavuuspaino on . .20 noin 0,5-2,2 g/cm3, partikkelikoko yli noin 1 μιη, tyypillisesti noin 1-20 pm ja omi-.! ‘ naispinta-ala noin 0,5-20 m /g.
:* Keksinnön mukaisesti saadut partikkelit ovat muodoltaan heksagonaalisia levymäi-*:**: siä kobolttihydroksidipartikkeleita. Keksinnön yhteydessä havaittiin, että kloridi- :';'; liuoksilla saadaan paksumpia hiukkasia kuin sulfaattipohjaisilla liuoksilla, kun muut :’:·25 reaktio-olosuhteet pidetään samoina. Paksumpien hiukkasten katsotaan soveltuvan paremmin esimerkiksi litiumkobolttioksidin valmistukseen.
•. ’ *: Keksinnön mukaisen tuotteen valmistusmenetelmässä kobolttihydroksidin partikke- likokoa voidaan säätää ammoniumionin ja koboltti-ionin moolisuhteen avulla ja . . ·. käytetyn pH:n avulla. Kuvassa 1 on esitetty partikkelikoon muutos pH:n funktiona ,’•’,30 erilaisilla NH3-ioni/Co-suhteilla. Kuvasta nähdään, että pH:n nostaminen pienentää 2’ partikkelikokoa, ja että mitä korkeampi on NH3-ioni/Co-suhde sitä merkittävämpi : vaikutus pH:lla on partikkelikokoon.
Seuraavassa keksintöä on valaistu esimerkkien avulla. Esimerkeissä 1-3 on menetelmä suoritettu vertailuna ilman kompleksinmuodostusta ammoniumionin kanssa. Esi- 110093 3 merkeissä 4-6 on kuvattu keksinnön mukaisen tuotteen valmistusmenetelmä, jossa muodostetaan ammoniumkompleksi koboltin kanssa. Esimerkissä 7 on kuvattu keksinnön mukainen tuote, jossa on käytetty koboltin lisäksi nikkeliä. Esimerkeissä on reaktiolämpötilana käytetty 70 °C.
5 Vertailuesimerkki 1
CoCl2:n vesiliuosta (30 g/1 Co) syötettiin jatkuvasti ensimmäiseen reaktoriin. pH pidettiin vakioarvossa 11,8-12,0 lisäämällä natriumhydroksidiliuosta. Ensimmäisen reaktorin ylivirtaus johdettiin toiseen reaktoriin, jossa virtaukseen lisättiin natrium-hydroksidia siten, että pH oli 13,5. Toisen reaktorin ylivirtaus suodatettiin ja pestiin 10 vedellä. Pesty Co(OH)2-kakku kuivattiin.
Kuivatun Co(OH)2:n keskimääräinen partikkelikoko D50 oli 0,9 pm mitattuna Malvern Mastersizer -partikkelikokoanalysaattorilla (mittaus suoritettiin laserdiffraktiol-la vesipitoisesta Co(OH)2-lietteestä). Tilavuuspaino oli 0,5 g/cm3 (ASTM B527-93). Ominaispinta-ala (BET ASTM D4567-86) oli 30 m2/g.
15 Vertailuesimerkki 2
CoCl2:n vesiliuosta (30 g/1 Co) syötettiin jatkuvasti ensimmäiseen reaktoriin. pH pidettiin vakioarvossa 11,6-11,8 lisäämällä natriumhydroksidiliuosta. Ensimmäisen reaktorin ylivirtaus johdettiin toiseen reaktoriin, jossa virtaukseen lisättiin natrium- • · .! * hydroksidia siten, että pH oli 13,5. Toisen reaktorin ylivirtaus suodatettiin ja pestiin * * 20 vedellä. Pesty Co(OH)2-kakku kuivattiin.
• •: · ·: Kuivatun Co(OH)2:n keskimääräinen partikkelikoko D50 oli 1,1 pm mitattuna
Malvem Mastersizer -partikkelikokoanalysaattorilla (mittaus suoritettiin laserdiff-raktiolla vesipitoisesta Co(OH)2-lietteestä). Tilavuuspaino oli 0,7 g/cm (ASTM B527-93). Ominaispinta-ala (BET ASTM D4567-86) oli 29 m2/g.
‘‘ 25 Vertailuesimerkki 3
CoCl2:n vesiliuosta (30 g/1 Co) syötettiin jatkuvasti ensimmäiseen reaktoriin. pH pi-dettiin vakioarvossa 11,2-11,4 lisäämällä natriumhydroksidiliuosta. Ensimmäisen ’···* reaktorin ylivirtaus johdettiin toiseen reaktoriin, jossa virtaukseen lisättiin natrium-hydroksidia siten, että pH oli 13,5. Toisen reaktorin ylivirtaus suodatettiin ja pestiin : ‘' :30 vedellä. Pesty Co(OH)2-kakku kuivattiin.
Kuivatun Co(OH)2:n keskimääräinen partikkelikoko D50 oli 1,9 pm mitattuna Malvem Mastersizer -partikkelikokoanalysaattorilla (mittaus suoritettiin laserdiffraktiol- 110093 la vesipitoisesta Co(OH)2-lietteestä). Tilavuuspaino oli 0,6 g/cm3 (ASTM B527-93). Ominaispinta-ala (BET ASTM D4567-86) oli 35 m2/g.
Esimerkki 4
CoCl2:n vesiliuosta (30 g/1 Co) syötettiin jatkuvasti ensimmäiseen reaktoriin, jossa 5 oli ammoniakin vesiliuosta siten, että metallin moolisuhde ammoniumiin oli 2. pH pidettiin vakioarvossa 11,8-12,0 lisäämällä natriumhydroksidiliuosta. Ensimmäisen reaktorin ylivirtaus johdettiin toiseen reaktoriin, jossa virtaukseen lisättiin natrium-hydroksidia siten, että pH oli 13,5. Toisen reaktorin ylivirtaus suodatettiin ja pestiin vedellä. Pesty Co(OH)2-kakku kuivattiin.
10 Kuivatun Co(OH)2:n keskimääräinen partikkelikoko D50 oli 1,8 μπι mitattuna Malvern Mastersizer -partikkelikokoanalysaattorilla (mittaus suoritettiin laserdiffraktiol-la vesipitoisesta Co(OH)2-lietteestä). Tilavuuspaino oli 0,7 g/cm3 (ASTM B527-93). Ominaispinta-ala (BET ASTM D4567-86) oli 5,8 m2/g.
Esimerkki 5 15 CoCl2:n vesiliuosta (30 g/1 Co) syötettiin jatkuvasti ensimmäiseen reaktoriin, jossa
oli ammoniakin vesiliuosta siten, että metallin moolisuhde ammoniumiin oli 2. pH
pidettiin vakioarvossa 11,6-11,8 lisäämällä natriumhydroksidiliuosta. Ensimmäisen ·.·. reaktorin ylivirtaus johdettiin toiseen reaktoriin, jossa virtaukseen lisättiin natrium- hydroksidia siten, että pH oli 13,5. Toisen reaktorin ylivirtaus suodatettiin ja pestiin ' . 20 vedellä. Pesty Co(OH)2-kakku kuivattiin.
• · ·
Kuivatun Co(OH)2:n keskimääräinen partikkelikoko D50 oli 3,9 μπι mitattuna Mal-: ’: ’: vem Mastersizer -partikkelikokoanalysaattorilla (mittaus suoritettiin laserdiffraktiol- la vesipitoisesta Co(OH)2-lietteestä). Tilavuuspaino oli 1,2 g/cm3 (ASTM B527-93). Ominaispinta-ala (BET ASTM D4567-86) oli 2,6 m2/g.
’ '25 Esimerkki 6
CoCl2:n vesiliuosta (30 g/1 Co) syötettiin jatkuvasti ensimmäiseen reaktoriin, jossa ’;;;' oli ammoniakin vesiliuosta siten, että metallin moolisuhde ammoniumiin oli 2. pH
*·;·' pidettiin vakioarvossa 11,2-11,4 lisäämällä natriumhydroksidiliuosta. Ensimmäisen reaktorin ylivirtaus johdettiin toiseen reaktoriin, jossa virtaukseen lisättiin natrium-: 1' 1 130 hydroksidia siten, että pH oli 13,5. Toisen reaktorin ylivirtaus suodatettiin ja pestiin vedellä. Pesty Co(OH)2-kakku kuivattiin.
110093 5
Kuivatun Co(OH)2:n keskimääräinen partikkelikoko D50 oli 7,4 μιη mitattuna Malvern Mastersizer -partikkelikokoanalysaattorilla (mittaus suoritettiin laserdiffraktiol-la vesipitoisesta Co(OH)2-lietteestä). Tilavuuspaino oli 1,7 g/cm3 (ASTM B527-93). Ominaispinta-ala (BET ASTM D4567-86) oli 1,8 m2/g.
5 Esimerkki 7
Valmistettiin seosmetallisuolaliuos sisältäen CoCl2- ja NiCl2-liuoksia (30 g/1 Co ja 8 g/1 Ni). Liuosta syötettiin jatkuvasti ensimmäiseen reaktoriin, jossa oli ammoniakin vesiliuosta siten, että metallin moolisuhde ammoniumiin oli 2. pH pidettiin vakioarvossa 11,2-11,4 lisäämällä natriumhydroksidiliuosta. Ensimmäisen reaktorin 10 ylivirtaus johdettiin toiseen reaktoriin, jossa virtaukseen lisättiin natriumhydroksidia siten, että pH oli 13,5. Toisen reaktorin ylivirtaus suodatettiin ja pestiin vedellä. Pesty kakku kuivattiin.
Kemiallinen analyysi osoitti, että seosmetallihydroksidia oli saostunut. Kuivatun CoO,8NiO,2(OH)2:n keskimääräinen partikkelikoko D50 oli 6,9 μιη mitattuna Mal-15 vem Mastersizer -partikkelikokoanalysaattorilla (mittaus suoritettiin laserdiffraktiol-la vesipitoisesta lietteestä). Tilavuuspaino oli 1,6 g/cm3 (ASTM B527-93). Ominaispinta-ala (BET ASTM D4567-86) oli 3,2 m2/g.
Vertailun helpottamiseksi seuraavassa on esitetty taulukon muodossa edellä kuvattu-jen esimerkkien tuotteiden fysikaaliset ominaisuudet. Taulukossa on lisäksi esitetty • ’ ·. 20 tuotteiden kidekoko mitattuna röntgendiffraktiometrillä. 1 · · 6 11OCS" 3
Taulukko 1
Esimerkki Saostus-pH Komplek- Keskimää- Tilavuus- Omi- XRD XRD
sinmuodos- räinen par- paino nais- (001) (101) tusaine tikkelikoko (g/cm3) pinta-ala (nm) (nm) (μιη) (m2/g)
Vertailu- 11,8-12,0 ei mitään 0,9 0,5 30 23 27 esimerkki 1
Vertailu- 11,6-11,8 ei mitään 1,1 0,7 29 26 30 esimerkki 2
Vertailu- 11,2-11,4 ei mitään 1,9 0,6 35 27 32 esimerkki 3
Esimerkki 4 11,8-12,0 NH3-ioni 1,8 0,7 5,8 50 49
Esimerkki 5 11,6-11,8 NH3-ioni 3,9 1,2 2,6 56 56
Esimerkki 6 11,2-11,4 NH3-ioni 7,4 1,7 1,8 61 64
Esimerkki 7 11,2-11,4 NH3-ioni 6,9 1,6 3,2 59 57 · ’, Taulukosta voidaan nähdä, että käytettäessä kompleksinmuodostaja-aineena ammo- 1 ' niumionia, saatiin tuotteelle suurempi partikkelikoko ja tilavuuspaino kuin ilman ‘ 5 kompleksinmuodostajaa. Poikkeuksena oli esimerkin 4 tuote, jonka partikkelikoko : ja tilavuuspaino vastasivat suunnilleen vertailuesimerkkien tuotteiden partikkeliko koa ja tilavuuspainoa. Tosin tälläkin tuotteella ominaispinta-ala ja kidekoko vastasi-: ’ ·.: vat esimerkkien 5-7 tuotteiden arvoja.
’: ’ Edellä on esitetty eräitä keksinnön sovelluksia. Keksintöä luonnollisesti ei rajoiteta :,:.:10 edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan keksinnön mukaista periaatetta voidaan : : muunnella patenttivaatimusten suoja-alan puitteissa.

Claims (8)

11ΓΡ07 V 'w
1. Kobolttihydroksidi tai koboltin ja nikkelin, mangaanin, magnesiumin tai alumiinin tai näiden seoksen muodostama seoshydroksidi, tunnettu siitä, että sen tilavuuspaino on noin 0,5-2,2 g/cm3, partikkelikoko yli noin 1 pm, tyypillisesti noin 1- 5 20 pm ja ominaispinta-ala noin 0,5-20 m2/g, ja että se on valmistettu lisäämällä ko boltin vesipitoiseen kloridiliuokseen tai koboltin ja nikkelin, mangaanin, magnesiumin tai alumiinin tai näiden seoksen vesipitoiseen kloridiliuokseen aikalisissä olosuhteissa kompleksinmuodostaja-ainetta ja hydroksidi-ionia metallihydroksidin muodostamiseksi, jolloin kompleksinmuodostaja-aine valitaan siten, että se muodos-10 taa ammoniumkompleksin metalli-ionin kanssa, kompleksinmuodostaja-aineen ja metallin välisen moolisuhteen ollessa noin 0,5-3, ja pH säädetään välille 10-13.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kobolttihydroksidi tai seoshydroksidi, tunnettu siitä, että pH säädetään välille 11,2-12,0.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kobolttihydroksidi tai seoshydroksidi, tun-15 nettu siitä, että kloridiliuoksen konsentraatio on välillä 10 ja 120 gA kokonaismetal- lipitoisuuden suhteen laskettuna.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kobolttihydroksidi tai seoshydroksidi, tunnettu siitä, että kompleksinmuodostaja-aine on ammoniumsulfaattia tai vesipitoista *.·. ammoniakkia. : ‘20
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kobolttihydroksidi tai seoshydroksidi, tun- nettu siitä, että kompleksinmuodostaja-aineen ja metallin välinen moolisuhde on noin 1,5-2.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kobolttihydroksidi tai seoshydroksidi, tunnettu siitä, että pH:n säätämiseen käytetään NaOH:a. '•.'•'•15
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kobolttihydroksidi tai koboltin ja jonkin muun metallin muodostama seoshydroksidi, tunnettu siitä, että reaktio suoritetaan . * . lämpötilassa noin 40-90 °C.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kobolttihydroksidi tai seoshydroksidi, tun-: ·. ·. nettu siitä, että reaktio suoritetaan lämpötilassa noin 70 °C. :···30 110093 ί
FI991478A 1999-06-29 1999-06-29 Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi FI110093B (fi)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI991478A FI110093B (fi) 1999-06-29 1999-06-29 Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi
DE60017421T DE60017421T2 (de) 1999-06-29 2000-06-28 Verfahren zur herstellung von kobalthydroxiden oder gemischten kobalthydroxiden mit hoher dichte und grosser teilchengrösse, sowie die mit diesem verfahren erhaltenen produkte
ES00944062T ES2235906T3 (es) 1999-06-29 2000-06-28 Procedimiento para fabricar hidroxido de cobalto, o hidroxidos mixtos de cobalto, de alta densidad y gran tamaño de particula y un producto fabricado mediante este procedimiento.
JP2001506951A JP3961826B2 (ja) 1999-06-29 2000-06-28 高密度及び大きな粒径の水酸化コバルト又はコバルト混合水酸化物の製造方法及びこの方法により製造される製造物
AT00944062T ATE286855T1 (de) 1999-06-29 2000-06-28 Verfahren zur herstellung von kobalthydroxiden oder gemischten kobalthydroxiden mit hoher dichte und grosser teilchengrösse, sowie die mit diesem verfahren erhaltenen produkte
CNB008097429A CN1164499C (zh) 1999-06-29 2000-06-28 氢氧化钴或由钴与其它金属形成的合金氢氧化物
AU58298/00A AU5829800A (en) 1999-06-29 2000-06-28 Process for making high density and large particle size cobalt hydroxide or cobalt mixed hydroxides and a product made by this process
PCT/FI2000/000581 WO2001000532A1 (en) 1999-06-29 2000-06-28 Process for making high density and large particle size cobalt hydroxide or cobalt mixed hydroxides and a product made by this process
EP00944062A EP1210295B1 (en) 1999-06-29 2000-06-28 Process for making high density and large particle size cobalt hydroxide or cobalt mixed hydroxides and a product made by this process
CA2377152A CA2377152C (en) 1999-06-29 2000-06-28 Process for making high density and large particle size cobalt hydroxide or cobalt mixed hydroxides and a product made by this process
NO20016394A NO20016394L (no) 1999-06-29 2001-12-27 Prosess for å lage kobolthydroksid eller koboltblandede hydroksider med höy tetthet og stor partikkelstörrelse og etprodukt laget ved denne prosessen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI991478A FI110093B (fi) 1999-06-29 1999-06-29 Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi
FI991478 1999-06-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI991478A0 FI991478A0 (fi) 1999-06-29
FI991478L FI991478L (fi) 2000-12-30
FI110093B true FI110093B (fi) 2002-11-29

Family

ID=8554981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI991478A FI110093B (fi) 1999-06-29 1999-06-29 Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1210295B1 (fi)
JP (1) JP3961826B2 (fi)
CN (1) CN1164499C (fi)
AT (1) ATE286855T1 (fi)
AU (1) AU5829800A (fi)
CA (1) CA2377152C (fi)
DE (1) DE60017421T2 (fi)
ES (1) ES2235906T3 (fi)
FI (1) FI110093B (fi)
NO (1) NO20016394L (fi)
WO (1) WO2001000532A1 (fi)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4359092B2 (ja) * 2003-08-21 2009-11-04 Ａｇｃセイミケミカル株式会社 二次電池正極用のリチウムコバルト複合酸化物の製造方法
CN1733599B (zh) * 2004-08-13 2010-04-28 中国人民解放军63971部队 过渡金属氧化物或氢氧化物湿凝胶的制备方法
JP4846280B2 (ja) * 2005-06-23 2011-12-28 株式会社田中化学研究所 オキシ水酸化コバルト粒子及びその製造方法
JP4846309B2 (ja) * 2005-09-09 2011-12-28 株式会社田中化学研究所 ニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法
JP4746476B2 (ja) * 2006-05-10 2011-08-10 三井金属鉱業株式会社 水酸化コバルト粒子および酸化コバルト粒子
JP4746477B2 (ja) * 2006-05-10 2011-08-10 三井金属鉱業株式会社 水酸化コバルト粒子および酸化コバルト粒子
CN101955234B (zh) * 2009-07-15 2012-04-04 海南金亿新材料股份有限公司 一种高纯纳米级氢氧化钴的制备方法
CA2812231C (en) * 2011-05-31 2020-04-07 Omg Kokkola Chemicals Oy Lithium cobalt oxide material
US10351440B2 (en) 2011-05-31 2019-07-16 Freeport Colbalt Oy Lithium cobalt oxide material
JP5961004B2 (ja) * 2012-02-21 2016-08-02 日本化学工業株式会社 水酸化コバルトの製造方法、酸化コバルトの製造方法及びコバルト酸リチウムの製造方法
CN103232076A (zh) * 2013-05-16 2013-08-07 漳州师范学院 不同粒径氢氧化钴的合成方法
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
CN105304897B (zh) * 2014-11-29 2017-09-15 广东天劲新能源科技股份有限公司 一种大颗粒氢氧化钴电池材料的制备方法
CN104439280A (zh) * 2014-12-09 2015-03-25 英德佳纳金属科技有限公司 一种同时制备氢氧化钴和钴粉的方法
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
CN106552630A (zh) * 2016-10-26 2017-04-05 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种球状CoOX基催化剂及制备方法和应用
CN110676063A (zh) * 2019-08-19 2020-01-10 深圳职业技术学院 一种高导电性氢氧化钴电极材料、其制备方法以及一种电极和电容器
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
CN114735759A (zh) * 2022-05-20 2022-07-12 宁波互邦新材料有限公司 一种锂电池正极材料回收生产锂电池氢氧化亚钴的方法
CN114835172B (zh) * 2022-05-31 2023-11-03 荆门市格林美新材料有限公司 一种氢氧化钴颗粒及其制备方法与应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057299A (en) * 1989-12-08 1991-10-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making beta cobaltous hydroxide
US5569444A (en) * 1990-06-18 1996-10-29 Blanchard; Philippe Process of obtaining a metal hydroxide powder and powder obtained by the process

Also Published As

Publication number Publication date
CN1359353A (zh) 2002-07-17
NO20016394D0 (no) 2001-12-27
WO2001000532A1 (en) 2001-01-04
FI991478L (fi) 2000-12-30
EP1210295A1 (en) 2002-06-05
NO20016394L (no) 2002-02-28
ES2235906T3 (es) 2005-07-16
DE60017421D1 (de) 2005-02-17
DE60017421T2 (de) 2005-12-22
JP2003503300A (ja) 2003-01-28
ATE286855T1 (de) 2005-01-15
CN1164499C (zh) 2004-09-01
EP1210295B1 (en) 2005-01-12
CA2377152C (en) 2010-05-25
FI991478A0 (fi) 1999-06-29
CA2377152A1 (en) 2001-01-04
AU5829800A (en) 2001-01-31
JP3961826B2 (ja) 2007-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI110093B (fi) Korkean tilavuuspainon ja suuren partikkelikoon omaava kobolttihydroksidi tai kobolttimetalliseoshydroksidi
EP2238636B1 (en) Homogeneous nanoparticle core doping of cathode material precursors
CN103904323B (zh) 一种球形羟基氧化钴的制备方法
CN102205980B (zh) 单分散片状氢氧化镁阻燃剂的制备方法
JP7262230B2 (ja) 非水電解質二次電池用複合水酸化物小粒子
JP7748975B2 (ja) 粒子状（オキシ）ヒドロキシドの製造方法
CN107522188B (zh) 纳米球形磷酸铁的制备方法以及由该方法制备的纳米磷酸铁、磷酸铁锂和锂电池
TW200925115A (en) Pulverulent compounds, process for preparing them and their use in secondary lithium batteries
JPWO2012020768A1 (ja) ニッケル−コバルト含有複合化合物の製造方法
JP6493082B2 (ja) 遷移金属水酸化物の製造方法
CN101570348A (zh) 一种致密晶型氢氧化钴的制备方法
CN106558695A (zh) 一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法
JP2023548264A (ja) 混合水酸化物を沈殿させるための方法
FI107445B (fi) Menetelmä metallihydroksidien valmistamiseksi
JP4846309B2 (ja) ニッケルマンガンコバルト複合酸化物の製造方法
CN118183867A (zh) 铝掺杂纳米羟基氧化钴及其制备方法和应用
CN102807203A (zh) 纳米团簇结构磷酸铁的制备方法
FI107801B (fi) Menetelmä nikkelihydroksidin valmistamiseksi alkuainenikkelistä
Zeng et al. A general method to prepare metal ammonium phosphate nanoflake constructed microspheres
KR20100083224A (ko) 화학환원법에 의한 단분산 구형 은 분말의 제조방법
CN114873653B (zh) 碱式碳酸钴及其制备方法
FI115522B (fi) Metallikarbonaatin valmistusmenetelmä
CN119706765B (zh) 无定形磷酸铁及其制备方法、无水磷酸铁及其制备方法
CN115028213B (zh) 一种宽分布富锂锰基正极前驱体及其制备方法
CN118156455A (zh) 一种用钛白废酸制备LiMn1-xFexPO4/C复合正极材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: FREEPORT COBALT OY

MA Patent expired