[發明專利]鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷平均價態測定方法

有效

• 申請號: 200610090297.0
• 申請日: 2006-07-13
• 公開（公告）號: CN101105458A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 耿偉賢
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: G01N21/82
• 分類號: G01N21/82;G01N31/16;G06F19/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;王敬波

技術領域

本發明是關于一種鈷平均價態的測定方法，尤其是關于一種鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷平均價態的測定方法。

背景技術

生產上常常要求對鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷的平均價態進行測定。比如堿性二次電池的正極活性物質為包鈷球鎳，包括球形氫氧化鎳核心和鈷化合物包覆層。所述球形氫氧化鎳核心還含有少量的氫氧化鋅及氫氧化鈷。堿性二次電池電極的導電性以及電池的充放電性與所述鈷化合物包覆層的鈷平均價態密切相關。包鈷球鎳的鈷化合物包覆層中鈷的平均價態越高，則使用該種球鎳制備的電極的導電性能越好，而且包括該電極的電池充放電性能也越好。可以通過對包鈷球鎳的氧化處理提高其鈷化合物包覆層中鈷的平均價態，因此在電池制備過程中需要檢測上述氧化處理的程度，即準確檢測鈷化合物包覆層中鈷的平均價態，以保證電池的質量。

特開平11-149924中提及了一種測定包鈷球鎳包覆層中鈷的平均價態的方法，該方法包括將包覆鈷化合物的球鎳與硫酸亞鐵銨混合，所得混合物在濃鹽酸中完全溶解。這樣，大于二價的鈷離子將二價的鐵離子氧化為三價的鐵離子。通過電感耦合等離子體光譜儀(ICP)分析方法測定所得水溶液中的鈷離子總量，定義為定量值1。用高錳酸鉀溶液氧化還原滴定溶液中尚未反應的Fe²⁺量，通過該值計算得到已生成的Fe³⁺的量，定義為定量值2。通過(2.0+定量值2/定量值1)計算求得包覆層鈷化合物層中鈷的平均價態。但是在上述方法中，由于包鈷球鎳和硫酸亞鐵的鹽酸溶液中還存在大量綠色的Ni²⁺以及粉紅色的Co²⁺，因此會嚴重影響高錳酸鉀溶液氧化還原滴定終點(溶液呈粉紅色)的判定，從而影響該方法的準確性。

特開平10-3940中提及了一種測定包鈷球鎳鈷化合物包覆層中鈷平均價態的方法，該方法包括將定量包鈷球鎳完全溶解于濃鹽酸，原子吸收光譜法測定得溶液中二價和三價的鈷離子，定義為A值。將等量包鈷球鎳溶于濃硝酸中，過濾，原子吸收光譜法測定濾液中的二價鈷離子，定義為B值。通過(3-B/A)計算求得包覆層鈷化合物層中鈷的平均價態。但是在上述方法中，強酸性的硝酸會溶解少量三價的鈷化合物，形成Co³⁺價離子；而Co³⁺在酸性溶液中為強氧化性，氧化H₂O產生O₂和Co²⁺。因此該方法也不能準確測量鈷化合物包覆層中鈷的平均價態。

綜上所述，現有鈷化合物或含有鈷化合物的組合物(例如包鈷球鎳包覆層的鈷化合物)中鈷的平均價態的測定方法存在準確性差、誤差大的問題，因此，需要一種準確性好、誤差小的鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷的平均價態的測定方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷平均價態的測定方法準確性差、誤差大的缺點，提供一種準確性好、誤差小的鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷平均價態的測定方法。

本發明的發明人發現，現有技術鈷化合物或含有鈷化合物的組合物(例如包鈷球鎳包覆層的鈷化合物)中鈷的平均價態的測定方法準確性差、誤差大的原因在于采用人為誤差大的滴定步驟，以及不能有效防止強酸性溶液中強氧化性二價以上的鈷離子向二價鈷離子的轉化。基于此，本發明的發明人一方面利用二價以上的鈷離子的酸性溶液中優先氧化亞鐵離子的反應，使對二價和二價以上的鈷離子的分離測定轉化為二價和三價鐵離子的分離測定，后兩者相對于前兩者而言在酸性溶液中不易發生轉化；另一方面針對鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷化合物(例如包鈷球鎳包覆層的鈷化合物)的離子環境，采用在特定pH下選擇性沉淀三價鐵離子的步驟，進行二價和三價鐵離子的完全分離，最終得到本發明。

本發明提供了一種鈷化合物或含有鈷化合物的組合物中鈷平均價態的測定方法，該方法包括：

(1)將鈷化合物或含有鈷化合物的組合物與含有亞鐵離子的酸性溶液接觸，使鈷化合物或含有鈷化合物的組合物完全溶解，并且使鈷化合物中二價以上的鈷完全還原；

(2)調節(1)得到的溶液的pH值，使三價鐵離子完全沉淀，并使亞鐵離子保持溶解；

(3)測定液體中鈷元素及鐵元素的摩爾數。

(4)按照公式1計算鈷化合物中鈷的平均價態：

公式1。