專利名稱：一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及四氧化三鈷的制備方法，尤其是一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，人們對高性能蓄電池的需求越來越高。鋰離子電池是一種新興電源，它電壓高，容量大，安全及環(huán)保等諸多優(yōu)點，而鈷酸鋰鋰離子電池技術(shù)最為成熟。鈷酸鋰鋰離子電池正極材料前驅(qū)體四氧化三鈷的生產(chǎn)制約著鈷酸鋰鋰離子電池的發(fā)展，因此制備高質(zhì)量、低成本的四氧化三鈷具有很好的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，將硫酸鈷和絡合劑的混合水溶液、氫氧化鈉水溶液經(jīng)精密流量控制系統(tǒng)連續(xù)注入到反應釜中，反應時采用加入氧化齊U、氧氣以及輸入直流電的電化學方法將反應物料生成羥基氧化鈷球形晶體，并控制反應體系的溫度、PH值以及攪拌強度，再經(jīng)反應釜溢流口連續(xù)流出，經(jīng)陳化、洗滌、熱風烘干脫水，得球形四氧化三鈷。

進一步，所述混合水溶液的配制方法為:首先配制濃度為60 130 g/Ι的硫酸鈷溶液，然后直接加入絡合劑，使其濃度為1.0 20.0 g/1。進一步，氫氧化鈉水溶液的濃度為15 32%。進一步，反應體系溫度控制為40 80°C，pH值控制為9.50 11.50，反應釜的攪拌速度控制為80 300 r/min。進一步，熱風烘干溫度在250 550°C。進一步，所述氧化劑為27.5 35%的次氯酸鈉和/或雙氧水，所述氧氣為工業(yè)氧氣。進一步，所述直流電電壓為38 V，電化學方法氧化采用的電極板的材質(zhì)為鈦材質(zhì)。進一步，所述反應釜為PP材質(zhì)，攪拌軸為GB304并包裹PP材質(zhì)。進一步,制備的球形四氧化三鈷的D5tl為4 9 μ m,振實密度>2.5 g/cm3。本發(fā)明生產(chǎn)的四氧化三鈷，振實密度大，球形度好，粒徑分布均勻性能穩(wěn)定，應用范圍廣，且節(jié)約了很大一部分生產(chǎn)成本。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、工藝流程簡單，反應易于控制。2、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品應用范圍廣，具有較大的工業(yè)價值。


為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。圖1是本發(fā)明實施例1制備產(chǎn)品5000倍的電鏡圖。圖2是本發(fā)明實施例1制備產(chǎn)品20000倍的電鏡圖。
具體實施例方式
實施例1
將硫酸鈷和絡合劑的混合水溶液、氫氧化鈉水溶液經(jīng)精密流量控制系統(tǒng)連續(xù)注入到反應釜中，反應釜為PP材質(zhì)，攪拌軸為GB304并包裹PP材質(zhì)?；旌纤芤旱呐渲品椒?首先配制濃度為65 g/Ι的硫酸鈷溶液，然后直接加入絡合劑，使其濃度為18 g/Ι，絡合劑選擇氨水溶液。氫氧化鈉水溶液的濃度為30% (質(zhì)量百分濃度，下同)。反應時采用加入氧化劑、氧氣以及輸入直流電的電化學方法將反應物料生成羥基氧化鈷球形晶體，
其中，氧化劑為27.5% (質(zhì)量百分濃度，下同)的雙氧水，氧氣為工業(yè)氧氣，直流電電壓為38 V，電化學方法氧化采用的電極板的材質(zhì)為鈦材質(zhì)。并控制反應體系的溫度、pH值以及攪拌強度，再經(jīng)反應釜溢流口連續(xù)流出，經(jīng)陳化、洗滌、熱風烘干脫水，得球形四氧化三鈷。其中，反應體系溫度控制為50°C，pH值控制為11.0 11.50，反應釜的攪拌速度控制為280 r/min，熱風烘干溫度在250°C。請參閱圖1和2，此球形四氧化三鈷，球形度好，D5tl為8 9 μπι，振實密度高(2.8
g/cm3) ο實施例2
將硫酸鈷和絡合劑的混合水溶液、氫氧化鈉水溶液經(jīng)精密流量控制系統(tǒng)連續(xù)注入到反應釜中，反應釜為PP材質(zhì)，攪拌軸為GB304并包裹PP材質(zhì)?；旌纤芤旱呐渲品椒?首先配制濃度為125 g/Ι的硫酸鈷溶液，然后直接加入絡合劑，使其濃度為12 g/Ι，絡合劑選擇銨鹽溶液。氫氧化鈉水溶液的濃度為25%。反應時采用加入氧化劑、氧氣以及輸入直流電的電化學方法將反應物料生成羥基氧化鈷球形晶體，
其中，氧化劑為27.5%的雙氧水，氧氣為工業(yè)氧氣，直流電電壓為38 V，電化學方法氧化采用的電極板的材質(zhì)為鈦材質(zhì)。并控制反應體系的溫度、pH值以及攪拌強度，再經(jīng)反應釜溢流口連續(xù)流出，經(jīng)陳化、洗滌、熱風烘干脫水，得球形四氧化三鈷。其中，反應體系溫度控制為75°C，pH值控制為10.00 10.50，反應釜的攪拌速度控制為200 r/min，熱風烘干溫度在350°C。實施例3
將硫酸鈷和絡合劑的混合水溶液、氫氧化鈉水溶液經(jīng)精密流量控制系統(tǒng)連續(xù)注入到反應釜中，反應釜為PP材質(zhì)，攪拌軸為GB304并包裹PP材質(zhì)?；旌纤芤旱呐渲品椒?首先配制濃度為100 g/Ι的硫酸鈷溶液，然后直接加入絡合劑，使其濃度為5 g/Ι，絡合劑選擇氨水溶液。氫氧化鈉水溶液的濃度為18%。反應時采用加入氧化劑、氧氣以及輸入直流電的電化學方法將反應物料生成羥基氧化鈷球形晶體，
其中，氧化劑為35%的次氯酸鈉,氧氣為工業(yè)氧氣,直流電電壓為38 V,電化學方法氧化采用的電極板的材質(zhì)為鈦材質(zhì)。并控制反應體系的溫度、pH值以及攪拌強度，再經(jīng)反應釜溢流口連續(xù)流出，經(jīng)陳化、洗滌、熱風烘干脫水，得球形四氧化三鈷。其中，反應體系溫度控制為60°C，pH值控制為9.50 10.00，反應釜的攪拌速度控制為120 r/min,熱風烘干溫度在450°C。以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明構(gòu)思所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書所 定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，將硫酸鈷和絡合劑的混合水溶液、氫氧化鈉水溶液經(jīng)精密流量控制系統(tǒng)連續(xù)注入到反應釜中，反應時采用加入氧化劑、氧氣以及輸入直流電的電化學方法將反應物料生成羥基氧化鈷球形晶體，并控制反應體系的溫度、PH值以及攪拌強度，再經(jīng)反應釜溢流口連續(xù)流出，經(jīng)陳化、洗滌、熱風烘干脫水，得球形四氧化二鈷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，所述混合水溶液的配制方法為:首先配制濃度為60 130 g/Ι的硫酸鈷溶液，然后直接加入絡合劑，使其濃度為1.0 20.0 g/1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，氫氧化鈉水溶液的濃度為15 32%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，反應體系溫度控制為40 80°C，pH值控制為9.50 11.50，反應釜的攪拌速度控制為80 300 r/mirio
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，熱風烘干溫度在250 550°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，所述氧化劑為27.5 35%的次氯酸鈉和/或雙氧水，所述氧氣為工業(yè)氧氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，所述直流電電壓為38 V，電化學方法氧化采用的電極板的材質(zhì)為鈦材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，所述反應釜為PP材質(zhì)，攪拌軸為GB304并包裹PP材質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項所述的一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法，其特征在于，制備的球形四氧化三鈷的D5tl為4 9 μm,振實密度>2.5 g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明涉及四氧化三鈷的制備方法，尤其是一種混合式氧化合成球形四氧化三鈷的方法。將硫酸鈷和絡合劑的混合水溶液、氫氧化鈉水溶液經(jīng)精密流量控制系統(tǒng)連續(xù)注入到反應釜中，反應時采用加入氧化劑、氧氣以及輸入直流電的電化學方法將反應物料生成羥基氧化鈷球形晶體，并控制反應體系的溫度、pH值以及攪拌強度，再經(jīng)反應釜溢流口連續(xù)流出，經(jīng)陳化、洗滌、熱風烘干脫水，得球形四氧化三鈷。本發(fā)明生產(chǎn)的四氧化三鈷，振實密度大，球形度好，粒徑分布均勻性能穩(wěn)定，應用范圍廣，且節(jié)約了很大一部分生產(chǎn)成本。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝流程簡單，反應易于控制。生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品應用范圍廣，具有較大的工業(yè)價值。
文檔編號C01G51/04GK103145200SQ20131009650
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者陳亮, 孫衛(wèi)華, 李世輝, 王錫芬 申請人:安徽亞蘭德新能源材料股份有限公司