[发明专利]一种大颗粒窄分布掺铝四氧化三钴的制备方法

摘要

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种大颗粒窄分布掺铝四氧化三钴的制备方法。其包括大颗粒窄分布掺铝碳酸钴连续合成阶段和大颗粒窄分布掺铝碳酸钴煅烧阶段；本发明在碳酸钴湿法合成阶段通过连续离心提高固含量、连续合成方法和特殊铝盐方法制得的大颗粒碳酸钴前驱体较致密，粒度分布窄，球形度好，铝元素分布均匀；通过三段式煅烧方法，第一段温度为180‑250℃，碳酸钴局部分解，形成微孔通道；第二段温度为300‑500℃，碳酸钴彻底分解；第三段温度为650‑800℃，颗粒表面致密化，亚钴相更低，晶型更完整，形成大颗粒窄分布掺铝四氧化三钴。

主权项

1.一种大颗粒窄分布掺铝四氧化三钴的制备方法，其特征在于：包括大颗粒窄分布掺铝碳酸钴连续合成阶段和大颗粒窄分布掺铝碳酸钴煅烧阶段；所述的大颗粒窄分布掺铝碳酸钴的连续合成阶段，包括以下步骤：a、核生长工序：钴金属离子浓度为60‑150g/L的钴盐溶液以150‑900L/h的流量、铝金属离子浓度为2‑12g/L的铝盐溶液以15‑90L/h的流量和和浓度为160‑240g/L的碳酸氢铵溶液以150‑1000L/h的流量，并流加入到加有浓度为20‑50g/L碳酸氢铵溶液为底液的晶核生成釜内进行造核反应，pH值控制范围是6.8‑8.5，反应时间为3‑5h，核生长到中位径达到8‑11微米；b、所述粒子初级生长工序：向初级反应釜内加入浓度为20‑50g/L的碳酸氢铵底液，晶核生成釜内的浆料加入初级反应釜内并持续搅拌，钴金属离子浓度为60‑150g/L的钴盐溶液以流量300‑1500L/h、铝金属离子浓度为2‑12g/L的铝盐溶液以30‑180L/h的流量、浓度为160‑240g/L的碳酸氢铵溶液以流量300‑1800L/h并流加入初级反应釜内进行反应，pH值控制在6.8‑7.6范围内，当物料在初级反应釜内的体积达到反应釜体积的75‑90%时，连续离心提高初级反应釜反应体系的固含量，直至颗粒中位径达到16‑18微米；c、粒子优化生长工序：向优化反应釜内加入浓度为20‑50g/L的碳酸氢铵底液，初级反应釜的浆料加入优化反应釜内并搅拌，钴金属离子浓度为60‑150g/L的钴盐溶液以流量300‑1500L/h、铝金属离子浓度为2‑12g/L的铝盐溶液以30‑180L/h的流量、浓度为160‑240g/L的碳酸氢铵溶液以流量300‑1800L/h并流加入优化反应釜内进行反应，pH值均控制在为6.8‑7.6范围内，当物料在优化合成釜内的体积达到反应釜的75‑90%时，连续离心提高优化反应釜反应体系的固含量，直至颗粒中位径达到21‑23微米；d、陈化工序：优化反应釜的浆料加入到陈化釜内陈化反应1‑3小时，在进行离心过滤，并用浓度20‑50g/L的碳酸氢铵溶液洗涤8‑10次，取滤饼，在80‑100 ℃下干燥后，得到所需大颗粒窄分布掺铝碳酸钴；所述的大颗粒窄分布掺铝碳酸钴煅烧阶段包括以下步骤：将所得大颗粒窄分布掺铝碳酸钴在回转窑上煅烧，所述煅烧温度分为三段：第一段温度为180‑250℃，碳酸钴局部分解，形成微孔通道；第二段温度为300‑500℃，碳酸钴彻底分解；第三段温度为650‑800℃，颗粒表面致密化，亚钴相更低，晶型更完整，形成大颗粒窄分布掺铝四氧化三钴。