一种镍钴铝氧化物前驱体、镍钴铝氧化物及其制备方法_3

文档序号:9789479阅读:来源:国知局
4可看出,第一次烘干后球形镍钴氢氧化物的表面较光滑,比表面积约为10(图4中a),第二次烘干后镍钴氢氧化物的球体的表面发生一定的萎缩,产生多孔状结构,比表面积约为15(图4中b)。
[0078]本实施例1中进行搅拌时采用的搅拌桨与如图2结构类似(实施例1中所用搅拌桨未提供,不同之处是图2中是有4个平直叶片的桨叶,桨叶在与轮毂交接处倾斜安装,桨叶所在平面与搅拌轴的轴线的夹角为45° ),所述搅拌桨包括桨毂、桨叶和与电机连接的搅拌轴(这里未将搅拌轴画出),所述桨毂通过所述桨毂的轴孔套在搅拌轴上,所述桨叶与轮毂为一体结构,在桨毂圆周等距布置有6个平直叶片的桨叶,但是桨叶在与轮毂交接处是倾斜安装的,桨叶所在平面与搅拌轴的轴线的夹角为60°;而图3是现有技术中常用的搅拌桨,图3中,桨叶在与轮毂交接处是竖直安装的,桨叶所在平面与搅拌轴的轴线的夹角为0°。若采用图3所示的搅拌桨进行镍钴氢氧化物的制备,制备出的镍钴氢氧化物,表面不光滑,且不能形成均一的球体,分散性差,如图5所示。由图5和图4的对比可知,采用如图2所示的搅拌桨,可以有助于得到表面光滑、尺寸均一的镍钴氢氧化物。
[0079]本实施例中,步骤(2)中,所得镍钴铝氧化物前驱体的组成为NiQ.9COQ.()85Al().015(OH)2.Q15,形状为规则球形,球形度较好,尺寸均一,平均粒径在4μπι,其振实密度为1.Sg/cm3 ;
[0080]步骤(3)中,所得镍钴铝氧化物的形状为规则球形,球形度较高,粒径较均匀,经计算,平均粒径为4μπι(如图6所示);将所述镍钴铝氧化物样品采用ICP和滴定的方法,可知其组成为N1.9C0Q.085AIq.015O1.ο.;并测得所述镍钴铝氧化物的松装密度为I.9g/cm3,振实密度为2.5g/Cm30
[0081 ] 实施例2
[0082]—种镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
[0083](I)配制硫酸镍、硫酸钴的混合盐溶液,所述混合盐溶液中镍、钴离子的摩尔比为
8:1;在共沉淀反应釜中加入反应底液,反应底液为水、络合剂--氨水、氢氧化钠的混合体系,反应初始时反应底液中氨水的浓度为5g/L,用NaOH调节反应底液的pH值为9.7,温度为50°C,转速为130r/min,采用如图2所示的搅拌桨进行搅拌;将配制好的镍钴混合盐溶液与浓度为5g/L的氨水、浓度为30 %的NaOH溶液并流加入反应釜中,进行共沉淀反应,其中,镍钴混合盐的加入速度为140L/h,碱液的加入速度为30L/h,氨水的加入速度为10L/h,反应过程中控制反应温度为50°C,pH值在9.7 ±0.05;
[0084]当反应时间达到48h时,对反应后的物料进行固液分离得到固体产物,并对分离后的固体产物进行洗涤,当洗涤后的洗涤液的pH小于9、洗涤液的硫含量低于2000ppm时停止洗涤,将洗涤后的固体产品先在90°C的烘箱中进行第一次烘干10h,得到的球形镍钴氢氧化物N1.sCo0.KOHh.s的表面较光滑,比表面积约为8,之后在220°C的马弗炉中进行第二阶段的烘干7h,镍钴氢氧化物N1.sCou (OH) L 8的球体表面发生一定的萎缩,产生多孔状结构,比表面积约为14;
[0085](2)称取乙醇铝25g,并在155°C下加热熔融,将熔融后的乙醇铝与上述烘干后的镍钴氢氧化物Ikg在搅拌情况下混合均匀,然后将混合后的物料置于真空栗中搅拌均匀,带球形镍钴氢氧化物的表面全部润湿后,将搅拌均匀后的物料放入烘箱内150°C烘干,得到镍钴铝氧化物前驱体;
[0086](3)将上述镍钴铝氧化物前驱体先在300°C下焙烧5h,再800°C焙烧10h,焙烧后的样品经过粉碎筛分得到镍钴铝氧化物。
[0087]本实施例2中,所用搅拌桨的示意图如图2所示,所述搅拌桨包括桨毂、桨叶和与电机连接的搅拌轴(这里未将搅拌轴画出),所述桨毂通过所述桨毂的轴孔套在搅拌轴上,所述桨叶与轮毂为焊接式结构,所述桨毂圆周等距布置有4个平直叶片的桨叶,桨叶在与轮毂交接处倾斜安装,桨叶所在平面与搅拌轴的轴线的夹角为45°,通过电机带动搅拌桨的搅拌轴来实现搅拌。
[0088]本发明实施例2的步骤(2)中,所得镍钴铝氧化物前驱体的组成为N1.sCouAl0.1(OHk1,对该镍钴铝氧化物前驱体进行SEM表征,结果如图7所示,从图7可以看出,其形状为规则球形,球形度较高,粒径较均勾,经计算,平均粒径为6μηι,振实密度为1.9g/cm3;将该镍钴铝氧化物前驱体进行煅烧所得的镍钴铝氧化物样品进行成分分析,可知其组成为N1.sCo0.1Al0.1O1.0s,该镍钴铝氧化物为规则球形,球形度较好,粒度均匀,经测试,振实密度为2.2g/Cm30
[0089]实施例3
[0090]一种镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
[0091 ] (I)配制硫酸镍、硫酸钴的混合盐溶液,所述混合盐溶液中镍、钴离子的摩尔比为
5:1;在共沉淀反应釜中加入反应底液,反应底液为水、络合剂--氨水、氢氧化钠的混合体系,反应初始时反应底液中氨水的浓度为8g/L,用NaOH调节反应底液的pH值为9.9,温度为55°C,转速为lOOr/min,采用如图2所示的搅拌桨进行搅拌;将配制好的镍钴混合盐溶液与浓度为6g/L的氨水、浓度为30%的NaOH溶液并流加入反应釜中,进行共沉淀反应,其中,镍钴混合盐的加入速度为150L/h,碱液的加入速度为35L/h,氨水的加入速度为15L/h,反应过程中控制反应温度为55°C,pH值在9.9 ±0.05;
[0092]当反应时间达到72h时,对反应后的物料进行固液分离得到固体产物,并对分离后的固体产物进行洗涤,当洗涤后的洗涤液的pH小于9、洗涤液的硫含量低于2000ppm时停止洗涤,将洗涤后的固体产品先在120°C的烘箱中进行第一次烘干3h,得到的球形镍钴氢氧化物的表面较光滑,比表面积约为7.5,之后在250°C的马弗炉中进行第二阶段的烘干7h,镍钴氢氧化物NitX5C0iX1(OH)L2的球体表面发生一定的萎缩,产生多孔状结构,比表面积约为12;
[0093](2)称取乙醇铝25g,并在160°C下加热熔融,将熔融后的乙醇铝与上述烘干后的镍钴氢氧化物Ikg在搅拌情况下混合均匀,然后将混合后的物料置于有真空栗中搅拌均匀,带球形镍钴氢氧化物的表面全部润湿后,将搅拌均匀后的物料放入烘箱内150°C烘干,得到镍钴铝氧化物前驱体;
[0094](3)将上述镍钴铝氧化物前驱体进行煅烧,得到镍钴铝氧化物。
[0095]本发明实施例3的步骤(2)中,所得镍钴铝氧化物前驱体的组成为N1.sCouAlo^(0H)2.4,对该镍钴铝氧化物前驱体进行SEM表征,结果如图8所示,从图8可以看出,其形状为规则球形,球形度较高,粒径较均匀,经计算,平均粒径为ΙΟμπι,振实密度为2.0g/cm3;将该镍钴铝氧化物前驱体进行煅烧所得的镍钴铝氧化物样品进行成分分析,可知其组成为N1.sCouAl^Ou,该镍钴铝氧化物为规则球形,球形度较好,粒度均匀,振实密度为2.3g/
Cm30
[0096]实施例4
[0097]—种镍钴铝氧化物的制备方法,包括以下步骤:
[0098](I)配制硝酸镍、硝酸钴的混合盐溶液,所述混合盐溶液中镍、钴离子的摩尔比为
5:3;在共沉淀反应釜中加入反应底液,反应底液为水、络合剂--氨水、氢氧化钠的混合体系,反应初始时反应底液中氨水的浓度为8g/L,用NaOH调节反应底液的pH值为10.5,温度为65°C,转速为90r/min,采用如图2所示的搅拌桨进行搅拌;将配制好的镍钴混合盐溶液与浓度为8g/L的氨水、浓度为20%的NaOH溶液并流加入反应釜中,进行共沉淀反应,其中,镍钴混合盐的加入速度为150L/min,碱液的加入速度为35L/h,氨水的加入速度为15L/h,反应过程中控制反应温度为65°C,pH值在10.5 ±0.05;
[0099]当反应时间达到72h时,对反应后的物料进行固液分离得到固体产物,并对分离后的固体产物进行洗涤,当洗涤后的洗涤液的PH小于9时停止洗涤,将洗涤后的固体产品先在12
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