一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法与流程

本申请涉及电极材料，尤其是涉及一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法。

背景技术：

1、掺铝氢氧化亚钴常用于对钴酸锂正极材料进行包覆，从而减少正极材料表面与电解液的直接接触，从而降低钴溶出和减少产气，改善其存储产气等电化学性能。

2、目前，氢氧化亚钴在掺杂铝元素时由于铝与钴沉淀速度差别较大，难以实现共沉淀而达成元素均匀分布的效果，掺铝氢氧化亚钴有α型掺铝氢氧化亚钴和β型掺铝氢氧化亚钴，其中β型掺铝氢氧化亚钴是类水镁石结构，活性偏低，α型掺铝氢氧化亚钴为水滑石结构，有较大的晶格间距，能暴露更多的活性位点，有更好的烧结效果，能促进材料中li的传输速率，获得较好的电化学性能，同时更大的层间距也有利于铝的扩散，改善掺杂铝时铝分布的均匀性，间接改善铝元素在氢氧化亚钴中的分散性。

3、但是由于β型掺铝氢氧化亚钴属于热稳定相，而α型掺铝氢氧化亚钴属于亚稳态，导致α型掺铝氢氧化亚钴的制备工艺难度大，且随着掺铝量的增加，α型掺铝氢氧化亚钴的制备工艺难度进一步增大，并伴随铝元素分布的均匀程度下降的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述相关技术的不足，本申请提供一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法。本申请通过采用硫化钠作为还原剂，配合络合剂以及无氧条件下反应制得纯度高的α型掺铝氢氧化亚钴，提高了α型掺铝氢氧化亚钴中铝的掺杂量，并且在α型掺铝氢氧化亚钴中铝在高掺杂量的情况下，提高了分布的均匀程度，减小了形貌差异。

2、本申请提供的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法采用如下的技术方案：

3、一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，包括以下步骤：将钴铝混合溶液、碱溶液、络合剂、硫化钠和去离子水混合，得到混合液，在温度为40-90℃的无氧条件下恒温搅拌反应1-2h后烘干得到前驱材料，将所述前驱材料研磨、筛分，得到掺铝氢氧化亚钴。

4、优选地，所述硫化钠和所述钴铝混合溶液中钴离子的摩尔比为0.003-0.004:1。

5、优选地，所述硫化钠和所述钴铝混合溶液中钴离子的摩尔比为0.0032:1。

6、优选地，所述钴铝混合溶液中钴离子浓度为1-2.5mol/l，铝离子浓度为0.02-0.06mol/l。

7、优选地，所述钴铝混合溶液中钴离子浓度为2mol/l，铝离子浓度为0.051mol/l。

8、优选地，所述铝钴混合溶液中，钴离子与铝离子摩尔比为1:0.02-0.04。

9、优选地，所述铝钴混合溶液中，钴离子与铝离子摩尔比为1:0.0255。

10、优选地，所述钴铝混合水溶液中的钴盐为硫酸钴、氯化钴、硝酸钴中的一种或多种，铝盐为氯化铝和硝酸铝中的一种或两种。

11、优选地，所述钴铝混合水溶液中的钴盐为硫酸钴，铝盐为氯化铝。

12、优选地，所述络合剂包括柠檬酸、乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种。

13、优选地，所述碱溶液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或两种。

14、优选地，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。

15、优选地，所述混合液的ph为8.5-10.5。

16、优选地，所述混合液的ph为9.5。

17、优选地，所述恒温搅拌反应的过程中温度为60℃。

18、优选地，所述烘干为真空烘干，烘干温度为80-100℃。

19、优选地，所述烘干为真空烘干，烘干温度为90℃。

20、优选地，所述筛分条件为200-500目筛分。

21、优选地，所述筛分条件为400目筛分。

22、优选地，所述掺铝氢氧化亚钴的掺铝量为6000-10000ppm。

23、优选地，所述掺铝氢氧化亚钴的掺铝量为6551-8357ppm。

24、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

25、1. 本申请通过采用硫化钠作为还原剂，配合络合剂以及无氧条件下的反应条件制得纯度高的α型掺铝氢氧化亚钴，提高了α型掺铝氢氧化亚钴中铝的掺杂量，并且在α型掺铝氢氧化亚钴中铝在高掺杂量的情况下，提高了分布的均匀程度，减小了形貌差异；

26、2.制得的α型掺铝氢氧化亚钴的掺铝量稳定在6000ppm-10000ppm间，且不同取样点掺铝量相差5%以内。

27、3.本申请的制备α型掺铝氢氧化亚钴的制备工艺难度低，条件温和，降低了制备成本，有利于规模化生产。

技术特征：

1.一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将钴铝混合溶液、碱溶液、络合剂、硫化钠和去离子水混合，得到混合液，在温度为40-90℃的无氧条件下恒温搅拌反应1-2h后烘干得到前驱材料，将所述前驱材料研磨、筛分，得到掺铝氢氧化亚钴。

2.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所示硫化钠和所述钴铝混合溶液中钴离子的摩尔比为0.003-0.004:1。

3.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述钴铝混合溶液中钴离子浓度为1-2.5mol/l，铝离子浓度为0.02-0.06mol/l。

4.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述铝钴混合溶液中，钴离子与铝离子摩尔比为1:0.02-0.04。

5.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述钴铝混合水溶液中的钴盐为硫酸钴、氯化钴、硝酸钴中的一种或多种，铝盐为氯化铝和硝酸铝中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述络合剂包括柠檬酸、乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述混合液的ph为8.5-10.5。

8.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述烘干为真空烘干，烘干温度为80-100℃。

9.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述筛分条件为200-500目筛分。

10.根据权利要求1所述的一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，其特征在于：所述掺铝氢氧化亚钴的掺铝量为6000-10000ppm。

技术总结本申请公开了一种掺铝氢氧化亚钴的制备方法，涉及电极材料技术领域，包括以下步骤：将钴铝混合溶液、碱溶液、络合剂、硫化钠和去离子水混合，得到混合液，在温度为40‑90℃的无氧条件下恒温搅拌反应1‑2h后烘干得到前驱材料，将所述前驱材料研磨、筛分，得到掺铝氢氧化亚钴。本申请通过采用硫化钠作为还原剂，配合络合剂以及无氧条件下反应制得纯度高的α型掺铝氢氧化亚钴，提高了α型掺铝氢氧化亚钴中铝的掺杂量，并且在α型掺铝氢氧化亚钴中铝在高掺杂量的情况下，提高了分布的均匀程度，减小了形貌差异。技术研发人员：许开华,刘雪晴,叶晗晨,李炳忠,王佳敏,杨鹏,戴熹,唐洲受保护的技术使用者：格林美（江苏）钴业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14