一種生產(chǎn)納米級氧化亞鈷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)金屬粉末的方法。具體說，是作為二次電池正極材料的氧化亞鈷的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電池生產(chǎn)行業(yè)都知道，氧化亞鈷已廣泛用作鎳氫電池、鎳鎘電池和電容電池的正極材料。其中的氧化亞鈷大都是用鈷礦石經(jīng)過萃取，得到硫酸鈷或氧化鈷，并使硫酸鈷或氧化鈷與碳酸氫銨合成，得到堿式碳酸鈷。再對堿式碳酸鈷進行煅燒而制成。由于上述氧化亞鈷是用鈷礦石經(jīng)過酸溶、萃取、合成、煅燒等步驟而制成，使得生產(chǎn)的氧化亞鈷粒徑在1-10微米之間，粒度分布較寬，顆粒大小不均勻，分散效果差。用這種氧化亞鈷作為二次電池的正極材料，使得生產(chǎn)出的二次電池充電時間較長，尤其在零下40°C的低溫下二次電池的充放電量只能達到60~70%，使得二次電池的使用壽命不長。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的問題是提供一種生產(chǎn)納米級氧化亞鈷的方法。用這種方法生產(chǎn)的氧化亞鈷，粒度分布較窄，顆粒大小比較均勻，分散效果好。用這種氧化亞鈷作為二次電池的正極材料，可縮短二次電池的充電時間，在零下40°C的低溫下二次電池的充放電量高達90%，從而延長了二次電池的使用壽命。
[0004]本發(fā)明要解決的上述問題由以下技術(shù)方案實現(xiàn):
本發(fā)明的生產(chǎn)納米級氧化亞鈷的方法特點是依次包括以下步驟:
先備好以下原料:
硝酸鈷晶體；
濃度為180g/L的氨水150L ；
濃度為130g/L的氫氧化鈉1800L ；
濃度為10%的稀氨水；
然后，在液槽內(nèi)加入溫度為25~35°C的去離子水，在攪拌的同時，慢慢加入硝酸鈷晶體；當鈷的濃度達到100g/L時，加入濃度為10%的稀氨水調(diào)其PH值至4~4.5，得到硝酸鈷溶液；
之后，取1000L的上述硝酸鈷溶液加入反應(yīng)釜內(nèi)，并加溫至30~35°C在均勻攪拌的同時，采用噴淋法在2~2.5小時內(nèi)將上述濃度為180g/L的150L氨水緩慢加入1000L的上述硝酸鈷溶液中，得到第一混合液；
之后，采用噴淋法在4~4.5小時內(nèi)加入上述濃度為130g/L的1800L氫氧化鈉，使其PH值為11~12.5，得到第二混合液；
之后，將第二混合液加溫至48~52°C，均勻攪拌0.9-1.1小時后，用壓濾機進行過濾，得到氫氧化鈷；
之后，在氫氧化鈷內(nèi)加入清水，進行漿化處理； 之后，將經(jīng)過漿化處理過的氫氧化鈷放入盛有去離子水的壓濾機內(nèi)進行清洗；當去離子水的PH值為7時，濾除去離子水，得到濾餅；
之后，用溫度為118~122°C的烘箱烘干，得到半成品；
之后，使半成品在23~25小時內(nèi)依次緩慢通過溫度為300°C、350°C、280°C、200°C和100°C的五個溫度區(qū)的還原爐，并同時以2.5立方米/小時的速度通入二氧化碳、1.5立方米/小時的速度通入氫氣，在還原爐的出料端充入惰性氣體，進行正壓氣氛半還原分解處理；之后，在將經(jīng)過正壓氣氛半還原分解處理過的半成品裝入容器的同時，注入惰性氣體，進行惰性氣體鈍化處理；
最后，用200目的篩子對經(jīng)過惰性氣體鈍化處理的半成品進行過篩，得到粒徑為0.1-0.5微米的納米級氧化亞鈷。
[0005]由上述方案可以看出，由于本發(fā)明的納米級氧化亞鈷是用硝酸鈷晶體經(jīng)稀釋、溶解、合成、沉化、過濾、漿化、洗滌、烘干、正壓氣氛半還原分解處理、惰性氣體鈍化和過篩等步驟而制成，使得生產(chǎn)的氧化亞鈷粒徑只有0.1-0.5微米，粒度分布較窄，顆粒大小均勻，分散效果好。因此，用這種氧化亞鈷作為二次電池的正極材料，生產(chǎn)出的二次電池充電時間較短，尤其在零下40°C的低溫下二次電池的充放電量高達90%，從而延長了二次電池的使用壽命。
【具體實施方式】
[0006]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0007]實施例一
先備好以下原料:
硝酸鈷晶體、濃度為180g/L的氨水150L、濃度為130g/L的氫氧化鈉1800L和濃度為10%的稀氨水；
然后，在液槽內(nèi)加入溫度為30°c的去離子水，在攪拌的同時，慢慢加入硝酸鈷晶體，并使硝酸鈷晶體溶解。當鈷的濃度達到100g/L時，加入濃度為10%的稀氨水調(diào)其PH值至4.2，得到硝酸鈷溶液；
之后，取1000L的上述硝酸鈷溶液加入反應(yīng)釜內(nèi)，并加溫至33°C在均勻攪拌的同時，采用噴淋法在2.2小時內(nèi)將上述濃度為180g/L的150L氨水緩慢加入1000L的上述硝酸鈷溶液中，得到第一混合液；
之后，采用噴淋法在4小時內(nèi)加入上述濃度為130g/L的1800L氫氧化鈉，使其PH值為
11.8，得到第二混合液；
之后，將第二混合液加溫至50°C，均勻攪拌I小時后，用壓濾機進行過濾，得到氫氧化鉆；
之后，在氫氧化鈷內(nèi)加入去離子水，進行漿化處理；
之后，將經(jīng)過漿化處理過的氫氧化鈷栗入壓濾機內(nèi)，用去離子水進行清洗；當去離子水的PH值為7時，濾除去離子水，得到濾餅；
之后，用溫度為120°C的烘箱將濾餅烘干，得到半成品；
之后，使半成品在24小時內(nèi)依次緩慢通過溫度為300°C、350°C、280°C、200°C和100°C的五個溫度區(qū)的還原爐，并同時以2.5立方米/小時的速度通入二氧化碳、1.5立方米/小時的速度通入氫氣，在還原爐的出料端充入惰性氣體---氬氣，進行正壓氣氛半還原分解處理；
之后，在將經(jīng)過正壓氣氛半還原分解處理過的半成品裝入容器(包裝桶)的同時，注入惰性氣體一一氬氣，進行惰性氣體鈍化處理；
最后，用200目的篩子對經(jīng)過惰性氣體鈍化處理的半成品進行過篩，得到粒徑為0.1-0.5微米的納米級氧化亞鈷。
[0008]經(jīng)檢測，用本發(fā)明的方法制得的納米級氧化亞鈷中，Co為78~78.5%、Ni ( 0.005%、Fe 彡 0.005%、Cu 彡 0.001%、Mn 彡 0.003%、Zn 彡 0.003%、Ca 彡 0.005%、Mg 彡 0.005%、Na ( 0.01%、Pb ( 0.002%、Si ( 0.005%、S 彡 0.005%、中粒徑(D50)0.2Mm、酸不溶物彡 0.3%、AD (松狀比重)0.3-0.35g/m3、TD (振實密度)0.5-0.8g/m3、表面積彡 25m2/g。
[0009]實施例二
先備好以下原料:
硝酸鈷晶體、濃度為180g/L的氨水150L、濃度為130g/L的氫氧化鈉1800L和濃度為10%的稀氨水；
然后，在液槽內(nèi)加入溫度為35°c的去離子水，在攪拌的同時，慢慢加入硝酸鈷晶體，并使硝酸鈷晶體溶解。當鈷的濃度達到100g/L時，加入濃度為10%的稀氨水調(diào)其PH值至4.5，得到硝酸鈷溶液；
之后，取1000L的上述硝酸鈷溶液加入反應(yīng)釜內(nèi)，并加溫至35°C在均勻攪拌的同時，采用噴淋法在2.5小時內(nèi)將上述濃度為180g/L的150L氨水緩慢加入1000L的上述硝酸鈷溶液中，得到第一混合液；
之后，采用噴淋法在4小時內(nèi)加