本發(fā)明涉及，特別涉及一種超細(xì)四氧化三鈷的制備方法。

背景技術(shù)：

1、過渡金屬氧化物四氧化三鈷廣泛應(yīng)用于鈷酸鋰正極材料的前驅(qū)體。隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展以及更高、高穩(wěn)定儲能的需要，對于四氧化三鈷的要求也越來越高。眾所周知的是，四氧化三鈷的形貌對其物理和電化學(xué)性能具有顯著影響，大小顆粒的四氧化三鈷摻混能夠提高壓實(shí)密度以提高鈷酸鋰材料能量密度。市場對小顆粒粒徑要求會越來越小。

2、目前，市場上中大顆粒四氧化三鈷已較為成熟，超細(xì)尺寸（<2μm）的四氧化三鈷尚未有能夠產(chǎn)業(yè)化。為了滿足鈷酸鋰材料高容量化發(fā)展方向，超細(xì)四氧化三鈷的成熟制備方法是尤其重要的。例如，cn112850803a公開了一種高振實(shí)超細(xì)四氧化三鈷的合成方法，將鈷鹽溶液和堿溶液加入含有絡(luò)合劑的底液中，通過控制鈷鹽溶液和堿溶液的流量并保持ph值在10.5-11.5之間進(jìn)行攪拌反應(yīng)，得到鈷鹽沉淀物，隨后煅燒得到四氧化三鈷。此方法能夠得到粒度集中在1.5-2.5μm、振實(shí)密度2.1-2.6g/cm3的四氧化三鈷。然而此方法需要嚴(yán)格控制反應(yīng)的ph和反應(yīng)物流量，這為工業(yè)化生產(chǎn)帶來了困難，同時無法制備更細(xì)粒徑的四氧化三鈷。

3、對于超細(xì)四氧化三鈷制備存在的問題，仍有必要提供有效的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，包括，

2、將鈷鹽、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑和水混合配制含鈷溶液；

3、將含鈷溶液與堿溶液混合反應(yīng)，收集不溶物后煅燒得到超細(xì)四氧化三鈷。

4、需要說明的是，在本發(fā)明中鈷鹽的種類無需嚴(yán)格限定，示例性地，可以為六水合氯化鈷、七水合硫酸鈷、六水合硝酸鈷、四水合乙酸鈷中的至少一種。

5、進(jìn)一步地，所述絡(luò)合劑為1,2二氨基環(huán)已烷四乙酸、乙二胺四乙酸二、氨三乙酸、5-磺基水楊酸中的至少一種。

6、進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度為27.5%-35%的雙氧水。

7、進(jìn)一步地，所述含鈷溶液中鈷鹽、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑的量分別為100-140g/l、1-5g/l、60-80ml/l。

8、進(jìn)一步地，所述煅燒先以3-10℃/min的速率升溫至400-500℃并保溫3~8h；隨后以3-10℃/min的速率升溫至650-750℃并保溫3~8h。

9、進(jìn)一步地，含鈷溶液與氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)時，在400-600rpm攪拌速率下，以體積比1：3~10將含鈷溶液加入至堿溶液中。

10、進(jìn)一步地，所述含鈷溶液加入的流量為20-50l/h，含鈷溶液加入完成后繼續(xù)反應(yīng)10-30min。

11、進(jìn)一步地，所述堿溶液的濃度為0.5-1mol/l。

12、本發(fā)明也提供了一種超細(xì)四氧化三鈷，采用上述的制備方法得到。

13、本發(fā)明也提供了上述的超細(xì)四氧化三鈷在制備鈷酸鋰中的應(yīng)用。

14、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下的有益效果：

15、本發(fā)明的原料廉價易得，無需加入特殊的絡(luò)合劑以及嚴(yán)格控制含鈷溶液與沉淀劑溶液的進(jìn)料速率，通過絡(luò)合劑和調(diào)節(jié)劑的共同作用就能夠獲得粒徑均一、平均粒徑低于1.5μm的超細(xì)四氧化三鈷。整體而言，本發(fā)明相比于目前通過水熱合成-鍛燒法制備得到的超細(xì)四氧化三鈷，具有反應(yīng)條件容易達(dá)到、產(chǎn)物形貌更均勻且規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)具有很好的前景。

技術(shù)特征：

1.一種超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，包括，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑為1,2二氨基環(huán)已烷四乙酸、乙二胺四乙酸二、氨三乙酸、5-磺基水楊酸中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度為27.5%-35%的雙氧水。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，所述含鈷溶液中鈷鹽、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑的量分別為100-140g/l、1-5g/l、60-80ml/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，所述煅燒先以3-10℃/min的速率升溫至400-500℃并保溫3~8h；隨后以3-10℃/min的速率升溫至650-750℃并保溫3~8h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，含鈷溶液與堿溶液混合反應(yīng)時，在400-600rpm攪拌速率下，以體積比1：3~10將含鈷溶液加入至堿溶液中；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，所述含鈷溶液加入的流量為20-50l/h，含鈷溶液加入完成后繼續(xù)反應(yīng)10-30min。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，其特征在于，所述堿溶液的濃度為0.5-1mol/l。

9.一種超細(xì)四氧化三鈷，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法得到。

10.一種權(quán)利要求9所述的超細(xì)四氧化三鈷在制備鈷酸鋰中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種超細(xì)四氧化三鈷的制備方法，所述制備方法包括將鈷鹽、絡(luò)合劑、調(diào)節(jié)劑和水混合配制含鈷溶液；將含鈷溶液與氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)，收集不溶物后煅燒得到超細(xì)四氧化三鈷。本發(fā)明的原料廉價易得，無需加入特殊的絡(luò)合劑以及嚴(yán)格控制含鈷溶液與沉淀劑溶液的進(jìn)料速率，通過絡(luò)合劑和調(diào)節(jié)劑的共同作用就能夠獲得粒徑均一、平均粒徑低于1.5μm的超細(xì)四氧化三鈷。整體而言，本發(fā)明相比于目前通過水熱合成?鍛燒法制備得到的超細(xì)四氧化三鈷，具有反應(yīng)條件容易達(dá)到、產(chǎn)物形貌更均勻且規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)具有很好的前景。

技術(shù)研發(fā)人員：許開華,劉雪晴,葉晗晨,李炳忠,楊鵬,王佳敏,戴熹,唐洲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：格林美（江蘇）鈷業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10