[发明专利]一种双草酸硼酸钴的合成方法及应用

说明书

本发明公开了一种双草酸硼酸钴的合成方法，包括如下步骤：S1、按照双草酸硼酸钴中各元素的化学计量比称取一定质量的硼酸、草酸和钴的化合物；S2、将称取的硼酸、草酸和钴的化合物分别在高温下干燥处理后，混匀，压片，然后在高温条件下进行固固反应，得白色固体；S3、将所得的白色固体干燥后，在非水溶剂中进行萃取，得萃取液；S4、将萃取液蒸发结晶，即得最终产品双草酸硼酸钴。本发明所提供的工艺路线的产率在60%以上，产品纯度在98%以上，反应时间短，反应条件简单易操作，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及化学材料合成领域，具体涉及一种双草酸硼酸钴的合成方法及应用。

背景技术

目前，钴的消费与应用的传统领域主要有电池材料、超级耐热合金、工具钢、硬质合金、磁性材料。钴的消耗量近40%用于充电电池材料，如用于锂离子电池的钴酸锂(LiCoO₂)，用于镍氢电池的氧化亚钴等。钴酸锂属于固体电解质，具有高能量密度和高的环保安全性，作为锂电池主要材料的钴酸锂的世界需求量2018年为10万吨，可见，制备一种可以替代钴酸锂的钴盐具有很高的实用价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双草酸硼酸钴的合成方法，采用固固混合实现反应物的均匀反应，结合有机溶剂实现活性成分的萃取，最终得到了高质量的产品。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种双草酸硼酸钴的合成方法，包括如下步骤：

S1、按照双草酸硼酸钴中各元素的化学计量比称取一定质量的硼酸、草酸和钴的化合物；

S2、将称取的硼酸、草酸和钴的化合物分别在高温下干燥处理后，混匀，压片，然后在高温条件下进行固固反应，得白色固体；

S3、将所得的白色固体干燥后，在非水溶剂中进行萃取，得萃取液；

S4、将萃取液蒸发结晶，即得最终产品双草酸硼酸钴。

进一步地，所述钴的化合物为氢氧化钴、氯化钴、氧化钴、硫酸钴、硝酸钴等中的一种。

进一步地，所述钴的化合物、草酸的摩尔比为1:4～5。

进一步地，包括如下步骤：

S1、按照双草酸硼酸钴中各元素的化学计量比称取一定质量的硼酸、草酸和氯化钴；硼酸、氯化钴、草酸的摩尔比为2：1：4；

S2、将称取的草酸在80～150℃真空干燥处理，并将硼酸和氯化钴在50～90℃非真空干燥处理后，将硼酸、草酸和氯化钴混匀，压片，然后在120～180℃固固反应12～15h，得白色固体；

S3、将所得的白色固体干燥后，在乙腈或碳酸二甲酯溶剂中进行萃取，得萃取液；

S4、将萃取液蒸发结晶，即得纯度达到98%以上的双草酸硼酸钴。

本发明所得的双草酸硼酸钴可作为二次电池的原料，比如：正极材料包覆、掺杂的原料，电解液的原料等；也可以用来合成一些新材料。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的工艺路线的产率在60%以上，产品纯度在98%以上，反应时间短，反应条件简单易操作，易于实现工业化生产。

附图说明

图1 为实施例1制备得到的双草酸硼酸钴的红外光谱图。

图2为实施例2制备得到的双草酸硼酸钴的XRD谱图。

图3为实施例2制备得到的双草酸硼酸钴电解液的电导率温度曲线图。

具体实施方式