一种大颗粒四氧化三钴的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113620350A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110956911.1(22)申请日2021.08.19(71)申请人珠海市科立鑫金属材料有限公司地址519000广东省珠海市高栏港经济区南水镇浪涌路6号(72)发明人郑良明(74)专利代理机构广东省中源正拓专利代理事务所(普通合伙)44748代理人王明亮(51)Int.Cl.C01G51/04(2006.01)H01M4/52(2010.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种大颗粒四氧化三钴的制备方法(57)摘要本发明涉及一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，属于锂离子电池技术领域。该大颗粒四氧化三钴，包括如下重量份原料：复合硫酸钴30‑45份、碳酸氢铵20‑35份、分散剂10‑13份、络合剂8.4‑11.7份、螯合剂2.6‑5.3份；通过使用胺化石墨烯与硫酸钴和聚苯胺复合合成大颗粒的硫酸钴，聚苯胺可以减缓了石墨烯在反应过程中的层间堆积，同时复合材料呈片层框架结构，有利于电荷在石墨烯片层上的快速传递，同时也使电解液在大颗粒四氧化三钴内部容易扩散，而且大颗粒四氧化三钴界面电荷传递电阻变小，有利于复合材料内部形成更有效的电子传输通道，使得大颗粒四氧化三钴具有更好的电化学性能。CN113620350ACN113620350A权利要求书1/2页1.一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤一：将硫酸钴加入去离子水中混合均匀，再加入螯合剂、络合剂混合，得到混合溶液，再加入碳酸氢铵加热发生沉淀反应，制得碳酸钴浆料，加入分散剂，在浓密机中搅拌反应12‑14h，得到混合液A；步骤二：将混合液A过滤，得到的滤渣加入纯水洗涤，得到洗涤滤渣，将洗涤滤渣烘干，得到烘干滤渣，将烘干的滤渣进行煅烧，260‑470℃的环境下烧结2‑3h，再在650‑860℃的环境下煅烧3‑6h，得到大颗粒四氧化三钴。2.根据权利要求1所述的一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：该大颗粒四氧化三钴包括如下重量份原料：复合硫酸钴30‑45份、碳酸氢铵20‑35份、分散剂10‑13份、络合剂8.4‑11.7份、螯合剂2.6‑5.3份。3.根据权利要求2所述的一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述复合硫酸钴由如下步骤制成：将胺化石墨烯分散在盐酸溶液中，超声分散10‑30min，加入聚苯胺继续超声分散30min，离心洗涤后，再次分散于去离子水中，加入硫酸钴，搅拌2‑3.5h后，用氨水调节分散液pH等于10，使用硝酸和去离子水分别先后进行清洗，之后将其置于100℃的真空干燥箱干燥12‑16h后得到复合硫酸钴。4.根据权利要求3所述的一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述胺化石墨烯、盐酸溶液、聚苯胺、硫酸钴的用量比为0.25mol：15mL：1.23g：0.5g。5.根据权利要求3所述的一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：所述胺化石墨烯由如下步骤制成：SS1：将二氧化钛与去离子水混合，搅拌10min，并且超声分散30‑45min，然后加入表面活性剂，进行55‑60min的超声处理；SS2：将二氧化钛放在臭氧中，使用紫外线照射在二氧化钛表面2‑4h，再将二氧化钛加入溶解有琥珀酸酐的干乙腈溶液中，室温下反应24h，得到中间物A；SS3：将氧化石墨烯分散在去离子水中，超声分散30‑35min，加入4，4‑二氨基二苯甲烷，并在50‑65℃下溶胀8‑9.5h，再升温至75‑90℃，通入氮气回流搅拌，反应15‑18h，再放到烘箱内，在50‑55℃下静置10‑12h.再转为315‑320℃再静置2‑3.5h，再加入二氯亚砜，反应3‑6h，旋蒸除去溶剂，真空干燥，得到中间物B；SS4：将中间物B与对甲苯磺酰基加入反应釜中，升温至60‑75℃，冷凝回流反应20‑24h，再提升温度至85‑88℃，旋蒸出过量的对甲苯磺酰基，结束后离心，洗涤5‑6次得到中间物C；SS5：将中间物C加入盐酸与冰醋酸的混合液中，在40‑42℃，磁力搅拌1‑1.5h，得到中间物D；SS6：将中间物D超声90min，得到分散液，在搅拌过程中将中间物A缓慢加入到分散液，混合后继续搅拌60‑75min，离心洗涤4‑5次，在60℃下干燥4‑7h，得到胺化石墨烯。6.根据权利要求5所述的一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：步骤SS1所述二氧化钛、表面活性剂的用量比为0.15mol：1.23g。7.根据权利要求5所述的一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：步骤SS2所述二氧化钛、琥珀酸酐的干乙腈溶液的用量比为0.25g：12mL。8.根据权利要求5所述的一种大颗粒四氧化三钴的制备方法，其特征在于：步骤SS3所2