[發明專利]一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法

有效

• 申請號: 201910329907.5
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110217831B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 智福鵬;江名喜;馬騫;王娟輝;陳曉闖;吳來紅;劉世紅;郝亞莉;吳暉君;祁世青;魯相杰;張振華;頡頤;何艷;吳芳;馮燕;吳婧
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司;蘭州金川新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C01G51/04
• 分類號: C01G51/04;C01G51/06;C01G51/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心代理有限公司 62100
• 代理人: 陳醒

1.一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，包括大顆粒球形窄分布碳酸鈷連續生產階段和大顆粒球形窄分布碳酸鈷煅燒階段；

所述大顆粒球形窄分布碳酸鈷連續生產階段包括以下步驟：

a、核生長工序：晶核生成釜內加有濃度160-240g/L碳酸氫銨底液，總金屬離子濃度60-150g/L的鈷鹽溶液以150-900L/h的流量與濃度160-240g/L的碳酸氫銨溶液以150-1000L/h的流量并流加入晶核生成釜內進行造核反應， pH值控制在6.8-8.5，反應時間3-5h，核生長到中位徑達到8-11微米；

b、粒子初級生長工序：初級反應釜內加入濃度為160-240g/L的碳酸氫銨底液，將所述晶核生成釜內漿料加入到初級反應釜，開啟攪拌裝置，同時，總金屬離子濃度為60-150g/L的鈷鹽溶液以流量300-1500L/h與濃度為160-240g/L的碳酸氫銨溶液以流量300-1800L/h并流加入初級反應釜內，pH值均控制在6.8-8.0，當初級反應釜內物料體積達到反應釜體積的75-90%時，通過連續離心提高初級反應釜內反應體系的固含量，直至顆粒中位徑達到15-17微米；

c、粒子優化生長工序：優化反應釜內加入濃度為160-240g/L的碳酸氫銨底液，將所述初級反應釜的漿料加入到優化反應釜內，開啟攪拌裝置，同時，總金屬離子濃度為60-150g/L的鈷鹽溶液以流量300-1500L/h與濃度為160-240g/L的碳酸氫銨溶液以流量300-1800L/h并流加入優化反應釜，pH值均控制在為6.8-8.0范圍內，當優化合成釜內的物料體積達到優化合成釜體積的75-90%時，通過連續離心的方式提高優化反應釜內反應體系的固含量，直至顆粒中位徑達到20-22微米；

d、陳化工序：將所述優化反應釜的漿料加入到陳化釜，在陳化釜進行1-3小時的陳化反應，陳化反應完成后的漿料流至離心機進行過濾，并用熱純水洗滌5-8次，取濾餅，在90-110℃下干燥后，得到所需大顆粒球形窄分布碳酸鈷；

所述大顆粒球形窄分布碳酸鈷煅燒階段包括將所得大顆粒球形窄分布碳酸鈷在回轉窯上進行三段煅燒：第一段溫度為180～250℃，碳酸鈷表面局部分解，形成微孔通道；第二段溫度為300～500℃，碳酸鈷徹底分解；第三段溫度為650～800℃，顆粒表面致密化，亞鈷相低，晶型完整，形成大顆粒球形窄分布的四氧化三鈷。

2.如權利要求1所述的一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法，其特征在于：所述鈷鹽包括氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷的一種或幾種。

3.如權利要求1所述的一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法，其特征在于：所述核生長工序、粒子初級生長工序、粒子優化生長工序、陳化工序，各反應釜內物料的溫度保持在40-60℃范圍內。

4.如權利要求1所述的一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法，其特征在于：所述核生長工序、粒子初級生長工序、粒子優化生長工序、陳化工序，各反應釜攪拌轉速在200-1000r/min。

5.如權利要求1所述的一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法，其特征在于：所述核生長工序、粒子初級生長工序、粒子優化生長工序選用添加劑，添加劑為十五烷基磺酰氯、十二烷基苯磺酸鈉的一種。

6.如權利要求1所述的一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法，其特征在于：所述核生長工序、粒子初級生長工序、粒子優化生長工序、陳化工序，鈷鹽溶液和碳酸氫銨溶液的溫度保持在25-35℃范圍內。

7.如權利要求1所述的一種高電壓鈷酸鋰用大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的制備方法，其特征在于：所述大顆粒球形窄分布四氧化三鈷的中位徑D₅₀為18-20μm，D₁₀≥15μm，D₉₀≤25μm，振實密度為2.5～3.0g/cm³。