球形氫氧化鈷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種球形氫氧化鈷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氫氧化鈷是一種重要的化工原料，已應(yīng)用于制造MH-Ni，鋰離子等充電電池，氫氧 化鈷也可用于生產(chǎn)其他鈷化合物，作干燥劑，或催化劑產(chǎn)品的前驅(qū)體。
[0003] 市場(chǎng)上銷售的氫氧化鈷多為片狀或柱狀晶型顆粒（如圖1)，不能滿足一些客戶對(duì) 球形度和密度的要求。由于球形氫氧化鈷的顆粒流動(dòng)性極好，密度大，同時(shí)，由于球形氫氧 化鈷有最低的空隙度和較小的摩擦系數(shù)，與其他物料具有良好的可混性，具有很好的加工 性能，從而受到大家的關(guān)注。
[0004] 氫氧化鈷在合成時(shí)容易形成膠狀或絮狀固體而難以過濾洗滌，且易被空氣中的氧 氧化成棕黑色的Co(OH) 3，目前報(bào)導(dǎo)的方法中有通過加入絡(luò)合劑來控制晶體生長(zhǎng)，改善產(chǎn)品 形貌和提高過濾性能。歐洲專利EP-A353837公開了在有氨存在下用堿液從鎳液中沉淀球 形氫氧化鎳的方法。原則上這個(gè)方法也可以用于元素鈷的，但因上述原因，使得這個(gè)方法應(yīng) 用起來顯得很困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種振實(shí)密度高、球形度 好的球形氫氧化鈷及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的一種球形氫氧化鈷的制備方法包括以下步驟：
[0007] (1)配制濃度為50-180g/L的鈷鹽溶液，10-30g/L的碳酸鹽溶液，100-300g/L的堿 性溶液，待用；
[0008] (2) IOL反應(yīng)釜中加入碳酸鹽溶液和堿性溶液的混合液，調(diào)整pH值為8-9,升溫至 35-65 0C ；
[0009] (3)在轉(zhuǎn)速為300-1000r/min的攪拌條件下持續(xù)加入鈷鹽溶液和碳酸鹽溶液，并 流加入兩種溶液時(shí)，保持pH值為7-9 ;
[0010] (4)待溢流后同時(shí)開啟堿性溶液泵，并流加入三種溶液時(shí)，保持pH值為7-8 ;
[0011] (5)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，加入堿性溶液以調(diào)整反應(yīng)液pH值至11-13,然后添加3-5g 抗氧化劑；
[0012] (6)陳化Ih后過濾洗滌，將濾餅在真空干燥機(jī)中100-150°C條件下烘干得到產(chǎn)物 β -Co (OH)20
[0013] 所述鈷鹽溶液為硫酸鈷、氯化鈷或硝酸鈷溶液中的一種或兩種以上。
[0014] 所述碳酸鹽溶液為碳酸鈉、碳酸銨或碳酸氫銨溶液中的一種或兩種以上。
[0015] 所述堿性溶液為NaOH或KOH溶液。
[0016] 所述抗氧化劑為抗壞血酸鈉，聯(lián)氨，沒食子酸丙酯，特丁基對(duì)苯二酚中的一種或兩 種以上。
[0017] -種由上述方法的制備方法制得的球形氫氧化鈷，其形狀為球狀，平均粒徑為 5-30微米，振實(shí)密度為L(zhǎng) 0-2. Og/ml。
[0018] 本發(fā)明的制備方法制得到的氫氧化鈷產(chǎn)品振實(shí)密度高，球形度好。
【附圖說明】
[0019] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)制備氫氧化鈷的掃描電鏡照片；
[0020] 圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例制備得到的球形氫氧化鈷的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 配制濃度為50g/L的硫酸鈷溶液，20g/L的碳酸銨和150g/L的氫氧化鈉溶液。向 攪拌轉(zhuǎn)速為300r/min的IOL反應(yīng)釜中加入去離子水、碳酸銨與氫氧化鈉的混合液5L，調(diào)整 PH值為8,升溫至45°C。反應(yīng)起始并加入鈷液和碳酸銨溶液，待溢流后同時(shí)開啟堿泵，并流 加入三種溶液的同時(shí)保持pH值為7-8,待反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，加堿將調(diào)整反應(yīng)液pH值至12,添加 4g抗壞血酸作保護(hù)劑。陳化Ih后過濾洗滌，將濾餅在真空干燥機(jī)中KKTC烘干得到產(chǎn)物 β -Co (OH)20
[0023] 圖2為制備得到的球形氫氧化鈷的掃描電鏡照片，得到的產(chǎn)物為粉紅色氫氧化 鈷，其中鈷含量為62. 50%，密度為I. 80g/ml，形貌球形顆粒，D50為20. 5微米（如表1)。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 配制濃度為160g/L的硫酸鈷溶液10L，30g/L的碳酸氨5L和100g/L的氫氧化鈉 溶液10L。向攪拌轉(zhuǎn)速為500r/min的IOL反應(yīng)釜中加入5L碳酸鈉與氫氧化鈉的混合液，調(diào) 整PH值為9,升溫至65°C。反應(yīng)起始并流加入鈷液和碳酸銨溶液，待溢流后同時(shí)開啟堿泵， 并流加入三種溶液的同時(shí)保持pH值為7-8,待反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，加堿將反應(yīng)液pH值調(diào)整至11， 添加5g聯(lián)氨作保護(hù)劑。陳化Ih后過濾洗滌，將濾餅在真空干燥機(jī)中KKTC烘干得到產(chǎn)物 β -Co (OH)20
[0026] 得到的產(chǎn)物為粉紅色氫氧化鈷，鈷含量為62. 35 %，密度為2. 00g/ml，形貌球形顆 粒，D50為30微米（如表1)。
[0027] 實(shí)施例3
[0028] 配制濃度為180g/L的硫酸鈷溶液10L，10g/L的碳酸氫氨5L和300g/L的氫氧化 鈉溶液10L。向攪拌轉(zhuǎn)速為800r/min的10L反應(yīng)釜中加入5L碳酸鈉與氫氧化鈉的混合液， 調(diào)整PH值為8,升溫至35°C。反應(yīng)起始并流加入鈷液和碳酸鈉溶液，待溢流后同時(shí)開啟堿 泵，并流加入三種溶液的同時(shí)保持pH值為8-8. 5,待反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，加堿將反應(yīng)液pH值調(diào)整至 13,添加4g抗壞血酸作保護(hù)劑。陳化Ih后過濾洗滌，將濾餅在真空干燥機(jī)中150°C烘干得 到產(chǎn)物 β-Co (OH)2。
[0029] 得到的產(chǎn)物為粉紅色氫氧化鈷，鈷含量為62. 45 %，密度為I. 45g/ml，形貌球形顆 粒，D50為5微米（如表1)。
[0030] 實(shí)施例4
[0031] 配制濃度為120g/L的硫酸鈷溶液10L，10g/L的碳酸鈉5L和180g/L的氫氧化鈉 溶液10L。向攪拌轉(zhuǎn)速為lOOOr/min的10L反應(yīng)釜中加入5L碳酸鈉與氫氧化鈉的混合液， 調(diào)整pH值為9,升溫至45°C。反應(yīng)起始并流加入鈷液和碳酸鈉溶液，待溢流后同時(shí)開啟堿 泵，并流加入三種溶液的同時(shí)保持pH值為7-7. 5,待反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，加堿將反應(yīng)液pH值調(diào)整至 12,添加3g沒食子酸丙酯作保護(hù)劑。陳化Ih后過濾洗滌，將濾餅在真空干燥機(jī)中120°C烘 干得到產(chǎn)物P-Co(OH) 2。
[0032] 得到的產(chǎn)物為粉紅色氫氧化鈷，鈷含量為62. 32 %，密度為I. 92g/ml，形貌球形顆 粒，D50為28微米（如表1)。
[0033] 表 1
[0035] 經(jīng)檢測(cè)分析本發(fā)明的實(shí)施例得到的氫氧化鈷產(chǎn)品，其平均粒徑為5-30微米，振實(shí) 密度為I. 00-2. 〇〇g/ml，本發(fā)明的制備方法能夠制備得到振實(shí)密度高，球形度好，粒徑大小 可控的氫氧化鈷產(chǎn)品。
[0036] 顯然，本發(fā)明的上述實(shí)例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本 發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以 做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明 的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種球形氫氧化鈷的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 配制濃度為50-180g/L的鈷鹽溶液，10-30g/L的碳酸鹽溶液，100-300g/L的堿性溶 液，待用； (2) 10L反應(yīng)釜中加入5L碳酸鹽溶液和堿性溶液的混合液，調(diào)整pH值為8-9,升溫至 35-65。。； (3) 在轉(zhuǎn)速為300-1000r/min的攪拌條件下持續(xù)加入鈷鹽溶液和碳酸鹽溶液，并流加 入兩種溶液時(shí)，保持pH值為7-9 ; (4) 待溢流后同時(shí)開啟堿性溶液泵，并流加入三種溶液時(shí)，保持pH值為7-8 ; (5) 達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，加入堿性溶液以調(diào)整反應(yīng)液pH值至11-13,然后添加3-5g抗氧 化劑； (6) 陳化lh后過濾洗滌，將濾餅在真空干燥機(jī)中100-150°C條件下烘干得到產(chǎn)物 β-Co(OH)2〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氫氧化鈷的制備方法，其特征在于：所述鈷鹽溶液為硫 酸鈷、氯化鈷或硝酸鈷溶液中的一種或兩種以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氫氧化鈷的制備方法，其特征在于：所述碳酸鹽溶液為 碳酸鈉、碳酸銨或碳酸氫銨溶液中的一種或兩種以上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氫氧化鈷的制備方法，其特征在于：所述堿性溶液為 NaOH或Κ0Η溶液。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氫氧化鈷的制備方法，其特征在于：所述抗氧化劑為抗 壞血酸鈉，聯(lián)氨，沒食子酸丙酯，特丁基對(duì)苯二酚中的一種或兩種以上。6. 根據(jù)由權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法制得的球形氫氧化鈷，其特征在于：所 述球形氫氧化鈷為球狀，平均粒徑為5-30微米，振實(shí)密度為1. 0-2.Og/ml。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球形氫氧化鈷及其制備方法，本發(fā)明的制備方法以碳酸鹽與堿性溶液的混合液為底液，控制溫度35-65℃，在攪拌條件下持續(xù)加入鈷鹽溶液和堿性溶液，在并流加入兩種溶液時(shí)保持pH值7-9，溢流后同時(shí)加入堿性溶液，保持pH值7-8；終點(diǎn)時(shí)保持溶液的pH值為11-13；然后向反應(yīng)溶液中加抗氧化劑以防止其氧化，氫氧化鈷漿料經(jīng)洗滌和干燥后得到較高振實(shí)密度的球形氫氧化鈷產(chǎn)品。本發(fā)明制備得到的氫氧化鈷產(chǎn)品，其平均粒徑為5-30微米，振實(shí)密度為1.00-2.00g/ml。
【IPC分類】C01G51/04, B82Y30/00
【公開號(hào)】CN105384197
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410454831
【發(fā)明人】程迪, 徐云軍, 尹正中, 魏玲
【申請(qǐng)人】河南科隆新能源有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2014年9月5日