专利名称：一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法
技术领域：
本发明涉及四氧化三钴的制备方法，尤其是一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法。
背景技术：
随着科技的发展，人们对高性能蓄电池的需求越来越高。锂离子电池是一种新兴电源，它电压高，容量大，安全及环保等诸多优点，而钴酸锂锂离子电池技术最为成熟。钴酸锂锂离子电池正极材料前驱体四氧化三钴的生产制约着钴酸锂锂离子电池的发展，因此制备高质量、低成本的四氧化三钴具有很好的发展前景。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法。本发明采用的技术方案如下:
一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，将硫酸钴和络合剂的混合水溶液、氢氧化钠水溶液经精密流量控制系统连续注入到反应釜中，反应时采用加入氧化齐U、氧气以及输入直流电的电化学方法将反应物料生成羟基氧化钴球形晶体，并控制反应体系的温度、PH值以及搅拌强度，再经反应釜溢流口连续流出，经陈化、洗涤、热风烘干脱水，得球形四氧化三钴。
进一步，所述混合水溶液的配制方法为:首先配制浓度为60 130 g/Ι的硫酸钴溶液，然后直接加入络合剂，使其浓度为1.0 20.0 g/1。进一步，氢氧化钠水溶液的浓度为15 32%。进一步，反应体系温度控制为40 80°C，pH值控制为9.50 11.50，反应釜的搅拌速度控制为80 300 r/min。进一步，热风烘干温度在250 550°C。进一步，所述氧化剂为27.5 35%的次氯酸钠和/或双氧水，所述氧气为工业氧气。进一步，所述直流电电压为38 V，电化学方法氧化采用的电极板的材质为钛材质。进一步，所述反应釜为PP材质，搅拌轴为GB304并包裹PP材质。进一步,制备的球形四氧化三钴的D5tl为4 9 μ m,振实密度>2.5 g/cm3。本发明生产的四氧化三钴，振实密度大，球形度好，粒径分布均匀性能稳定，应用范围广，且节约了很大一部分生产成本。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
1、工艺流程简单，反应易于控制。2、生产成本低，产品应用范围广，具有较大的工业价值。
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1是本发明实施例1制备产品5000倍的电镜图。图2是本发明实施例1制备产品20000倍的电镜图。
具体实施例方式
实施例1
将硫酸钴和络合剂的混合水溶液、氢氧化钠水溶液经精密流量控制系统连续注入到反应釜中，反应釜为PP材质，搅拌轴为GB304并包裹PP材质。混合水溶液的配制方法为:首先配制浓度为65 g/Ι的硫酸钴溶液，然后直接加入络合剂，使其浓度为18 g/Ι，络合剂选择氨水溶液。氢氧化钠水溶液的浓度为30% (质量百分浓度，下同)。反应时采用加入氧化剂、氧气以及输入直流电的电化学方法将反应物料生成羟基氧化钴球形晶体，
其中，氧化剂为27.5% (质量百分浓度，下同)的双氧水，氧气为工业氧气，直流电电压为38 V，电化学方法氧化采用的电极板的材质为钛材质。并控制反应体系的温度、pH值以及搅拌强度，再经反应釜溢流口连续流出，经陈化、洗涤、热风烘干脱水，得球形四氧化三钴。其中，反应体系温度控制为50°C，pH值控制为11.0 11.50，反应釜的搅拌速度控制为280 r/min，热风烘干温度在250°C。请参阅图1和2，此球形四氧化三钴，球形度好，D5tl为8 9 μπι，振实密度高(2.8
g/cm3) ο实施例2
将硫酸钴和络合剂的混合水溶液、氢氧化钠水溶液经精密流量控制系统连续注入到反应釜中，反应釜为PP材质，搅拌轴为GB304并包裹PP材质。混合水溶液的配制方法为:首先配制浓度为125 g/Ι的硫酸钴溶液，然后直接加入络合剂，使其浓度为12 g/Ι，络合剂选择铵盐溶液。氢氧化钠水溶液的浓度为25%。反应时采用加入氧化剂、氧气以及输入直流电的电化学方法将反应物料生成羟基氧化钴球形晶体，
其中，氧化剂为27.5%的双氧水，氧气为工业氧气，直流电电压为38 V，电化学方法氧化采用的电极板的材质为钛材质。并控制反应体系的温度、pH值以及搅拌强度，再经反应釜溢流口连续流出，经陈化、洗涤、热风烘干脱水，得球形四氧化三钴。其中，反应体系温度控制为75°C，pH值控制为10.00 10.50，反应釜的搅拌速度控制为200 r/min，热风烘干温度在350°C。实施例3
将硫酸钴和络合剂的混合水溶液、氢氧化钠水溶液经精密流量控制系统连续注入到反应釜中，反应釜为PP材质，搅拌轴为GB304并包裹PP材质。混合水溶液的配制方法为:首先配制浓度为100 g/Ι的硫酸钴溶液，然后直接加入络合剂，使其浓度为5 g/Ι，络合剂选择氨水溶液。氢氧化钠水溶液的浓度为18%。反应时采用加入氧化剂、氧气以及输入直流电的电化学方法将反应物料生成羟基氧化钴球形晶体，
其中，氧化剂为35%的次氯酸钠,氧气为工业氧气,直流电电压为38 V,电化学方法氧化采用的电极板的材质为钛材质。并控制反应体系的温度、pH值以及搅拌强度，再经反应釜溢流口连续流出，经陈化、洗涤、热风烘干脱水，得球形四氧化三钴。其中，反应体系温度控制为60°C，pH值控制为9.50 10.00，反应釜的搅拌速度控制为120 r/min,热风烘干温度在450°C。以上内容仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所 定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，将硫酸钴和络合剂的混合水溶液、氢氧化钠水溶液经精密流量控制系统连续注入到反应釜中，反应时采用加入氧化剂、氧气以及输入直流电的电化学方法将反应物料生成羟基氧化钴球形晶体，并控制反应体系的温度、PH值以及搅拌强度，再经反应釜溢流口连续流出，经陈化、洗涤、热风烘干脱水，得球形四氧化二钴。
2.根据权利要求1所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，所述混合水溶液的配制方法为:首先配制浓度为60 130 g/Ι的硫酸钴溶液，然后直接加入络合剂，使其浓度为1.0 20.0 g/1。
3.根据权利要求1所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，氢氧化钠水溶液的浓度为15 32%。
4.根据权利要求1所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，反应体系温度控制为40 80°C，pH值控制为9.50 11.50，反应釜的搅拌速度控制为80 300 r/mirio
5.根据权利要求1所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，热风烘干温度在250 550°C。
6.根据权利要求1所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，所述氧化剂为27.5 35%的次氯酸钠和/或双氧水，所述氧气为工业氧气。
7.根据权利要求1所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，所述直流电电压为38 V，电化学方法氧化采用的电极板的材质为钛材质。
8.根据权利要求1所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，所述反应釜为PP材质，搅拌轴为GB304并包裹PP材质。
9.根据权利要求1 8任一项所述的一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法，其特征在于，制备的球形四氧化三钴的D5tl为4 9 μm,振实密度>2.5 g/cm3。
全文摘要
本发明涉及四氧化三钴的制备方法，尤其是一种混合式氧化合成球形四氧化三钴的方法。将硫酸钴和络合剂的混合水溶液、氢氧化钠水溶液经精密流量控制系统连续注入到反应釜中，反应时采用加入氧化剂、氧气以及输入直流电的电化学方法将反应物料生成羟基氧化钴球形晶体，并控制反应体系的温度、pH值以及搅拌强度，再经反应釜溢流口连续流出，经陈化、洗涤、热风烘干脱水，得球形四氧化三钴。本发明生产的四氧化三钴，振实密度大，球形度好，粒径分布均匀性能稳定，应用范围广，且节约了很大一部分生产成本。与现有技术相比，本发明工艺流程简单，反应易于控制。生产成本低，产品应用范围广，具有较大的工业价值。
文档编号C01G51/04GK103145200SQ20131009650
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者陈亮, 孙卫华, 李世辉, 王锡芬 申请人:安徽亚兰德新能源材料股份有限公司