[發明專利]一種羥基氧化鈷的制備方法

無效

• 申請號: 201210016504.3
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102569785A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周漢章;唐紅輝;劉更好;廖折軍
• 申請（專利權）人: 佛山市邦普循環科技有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所 44271
• 代理人: 孫菊梅

技術領域

本發明屬于無機化工新能源材料領域，具體涉及一種以鈷化合物為活性物質的鋰離子電池正極材料原料的制備方法。

背景技術

隨著便攜式電子產品不斷發展，對其所使用的電池也不斷提出了新的要求。特別是不斷涌現的智能手機和平板電腦對電池續航能力要求更高，尤其是平板電腦，大多數都采用內嵌電池設計結構，不可拆卸，電池續航能力已成為其發展軟肋。鈷酸鋰作為一種高能量密度正極材料，是當前智能手機和平板電腦電池的主要正極材料，高壓實密度是其高能量密度的主要體現。

鈷酸鋰的生產基本上以四氧化三鈷為原料，通過高溫煅燒制得。經十幾年的技術改進，鈷酸鋰壓實密度由早期的3.6g/cm³提至4.0g/cm³，能量密度因此提高了近10％。但近年來，因受原料限制，鈷酸鋰壓實密度提高有限。鈷酸鋰真密度為5.05g/cm³，其壓實密度仍有一定提高空間。

專利CN03153572.0公開了羥基氧化鎳的電化學合成方法，專利申請200710053996.2公開了一種電解制備羥基氧化鎳的方法及其用電解槽，專利申請200710054762.X公開了一種電解制備羥基氧化鎳鈷的方法，但上述公開的方法都是基于電解制備的方法；專利申請201110031535公開了一種覆γ-羥基氧化鈷球形氫氧化鎳正極材料的制備方法，專利申請200710054761.5公開了一種電解包覆羥基氧化鈷層的氫氧化鎳的方法，但上述公開的方法是首先將氫氧化鈷包覆在氫氧化鎳表面，然后在進行化學或電解的方法對氫氧化鈷進行氧化至羥基氧化鈷。單獨制備羥基氧化鈷產品的工藝未見報道。

發明內容

針對現有四氧化三鈷作為原料對鈷酸鋰的壓實密度提升困難的技術缺陷，本發明的目的在于公開一種鈷酸鋰新型原料的制備方法。采用液相氧化反應法制備的羥基氧化鈷為原料合成的鈷酸鋰與傳統四氧化三鈷原料合成的鈷酸鋰相比，壓實密度可明顯提高0.2-0.3g/cm³，而且該方法比現有羥基氧化鈷的制備方法簡單，成本低。

本發明公開的一種羥基氧化鈷的制備方法包括以下步驟：

1)原料準備：以氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷中一種或多種混合溶液為原料，溶液中鈷離子濃度為0.5～2.0mol/L；堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氨水、氫氧化鉀溶液中的一種或多種混合液，氫氧根濃度為3.0～6.0mol/L。

2)沉淀反應：堿性溶液加入反應釜中，同時加入鈷鹽溶液和氧化劑，同時進行沉淀和氧化反應，控制反應溫度為40～70℃，氧化劑用量理論值的1.2～10倍，反應時間為3～10小時，反應終點pH值＞12。

3)洗滌除雜：上述沉淀物過濾后，用去離子水洗滌，除去溶于水的陰陽離子，再用純水制得固液比為1∶1～1∶4的含羥基氧化鈷的漿料；

4)干燥造粒：將上述漿料打入噴霧干燥器或流化床干燥器進行干燥造粒；

5)混合過篩：將干燥造粒的羥基氧化鈷放入混合機中進行混合，再過篩制得D50為10～20微米的羥基氧化鈷成品

前述的一種羥基氧化鈷的制備方法，其特征在于步驟2)所述的氧化劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、空氣、臭氧中的一種或幾種混合物。

前述的一種羥基氧化鈷的制備方法，其特征在于步驟4)所述的干燥造粒控制溫度80～120℃。

本發明公開的采用液相氧化反應法制備鈷酸鋰正極材料的新型原料——大粒徑羥基氧化鈷，與傳統的四氧化三鈷原料相比，具有以下優點：(1)以大粒徑羥基氧化鈷為原料制備的鈷酸鋰壓實密度可明顯提高0.2-0.3g/cm3；(2)大粒徑羥基氧化鈷制備技術與傳統電池正極原料四氧化三鈷的制備技術相比，成本低、能耗低、綠色環保，具有經濟與社會雙重效益。

具體實施方式

下文通過實施例對本發明進行進一步說明。

實施例1：