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CN106082358A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610457961.4(22)申请日2016.06.22(71)申请人荆门市格林美新材料有限公司地址448000湖北省荆门市高新技术产业开发区申请人江苏凯力克钴业股份有限公司(72)发明人张云河许开华乐绪清(74)专利代理机构深圳市翼智博知识产权事务所(普通合伙)44320代理人肖伟(51)Int.Cl.C01G51/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称四氧化三钴的制备方法(57)摘要本发明公开一种四氧化三钴的制备方法，包括：准备步骤，将钴盐与络合剂进行络合反应得到钴盐络合物溶液；反应步骤，将钴盐络合物溶液、碱溶液及空气在搅拌和超声处理的条件下通入反应装置内进行充分反应获得沉淀物；后处理步骤，对沉淀物依次进行离心洗涤、干燥和焙烧，获得四氧化三钴。本发明通过在反应时进行超声处理，配合后期的焙烧，所得四氧化三钴形貌规整、分布均匀，生成的一次颗粒较细，超声处理可使较为松散的颗粒远离超声源，为新颗粒的生成提供空位；焙烧可有效促进残留的羟基氧化钴分解，得到的四氧化三钴孔洞较大，能增大比表面积。可见，所得四氧化三钴具有更高的比表面积及更多的活性位点，可有效提高正极材料活性及电化学性能。CN106082358ACN106082358A权利要求书1/1页1.一种四氧化三钴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：准备步骤，将钴盐与络合剂混合进行络合反应得到钴盐络合物溶液；反应步骤，将钴盐络合物溶液、碱溶液以及空气在搅拌以及超声处理的条件下通入反应装置内进行充分反应获得沉淀物；后处理步骤，对沉淀物依次进行离心洗涤、干燥和焙烧，获得四氧化三钴。2.根据权利要求1所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，在准备步骤中，钴盐为硫酸钴或氯化钴，其浓度为50~120g/L，所述络合剂为EDTA、二乙醇胺、三乙醇胺或DTPA中的任一种，络合剂的加入量为钴离子总质量的1~3%。3.根据权利要求1所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，在准备步骤中，还包括将可溶性碱溶于水而获得碱溶液，所述可溶性碱为氢氧化钠或氢氧化钾，在碱溶液中，可溶性碱的质量分数为15~32%。4.根据权利要求1所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，在反应步骤中，反应温度为85~95℃，pH为10.2~11，反应时间为4~18h，搅拌速度为240r/min。5.根据权利要求1或4所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，所述超声的频率为25~60kHz。6.根据权利要求1所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，在反应步骤中，所述钴盐3络合物溶液流量大小为120~240L/h；碱溶液的流量大小为40~80g/L；空气通入量为25m/h。7.根据权利要求1所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，在后处理步骤中，在马弗炉中焙烧，焙烧温度为300~550℃，焙烧时间为2~8h。8.根据权利要求1或7所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，在反应步骤中，还包括添加表面活性剂至反应装置内，表面活性剂的添加量为反应物总质量的0.5~2%。9.根据权利要求8所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为柠檬酸钠、PEG4000中的一种或两种。10.根据权利要求1所述的四氧化三钴制备方法，其特征在于，反应步骤中，首先向反应装置中加入纯水和EDTA，升温至85~95℃。2CN106082358A说明书1/5页四氧化三钴的制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种四氧化三钴的制备方法。背景技术[0002]近年来，锂离子电池仪器高比能量、长循环寿命、自放电小、无记忆效益和绿色环保等优点倍受青睐。锂离子正极材料是限制锂离子动力电池发展的关键因素，其直接影响锂离子动力电池的能量密度特性、比功率特性、温度特性以及安全特性。钴酸锂作为第一代商品化的锂离子正极材料具有许多优点：性能稳定，比能力相对较高，循环性能好，高低温工作性能好，材料密度高，容易加工，因此目前以钴酸锂为正极材料的动力电池应用在小型便携式设备、小容量电池、动力汽车等领域。四氧化三钴是生产电池正极材料钴酸锂的前驱体，从钴酸锂的需求以及对钴酸锂品质要求的提高，必须生产更高规格的四氧化三钴来满足生产性能更佳的钴酸锂。[0003]专利CN103803663A公开了一种球形四氧化三钴的生产方法，其将钴盐溶液、氢氧化物溶液和络合剂在第一反应釜中搅拌混合，在温度为30~80℃、搅拌速度为100~300rpm的条件下进行反应，得到第一悬浮液；将所述第一悬浮液置于第二反应釜中，在温度为30~80℃、搅拌速度为100~300rpm的条件下进行生长，得到第二悬浮液；将所述第二悬