電池級(jí)四氧化三鈷的實(shí)驗(yàn)研究及中試.pdf

1、CO<,3>O<,4>粉末在催化劑、磁性材料及電化學(xué)等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，特別是九十年代以后鋰離子電池行業(yè)的需求的巨大增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的濕法制備CO<,3>O<,4>粉末的生產(chǎn)工藝己不能滿足電池行業(yè)對(duì)粉末的粒度和形貌的要求。探索合適的控制粒度和形貌的方法與理論，對(duì)于制備電池級(jí)CO<,3>O<,4>粉末具有十分重要的意義。 尿素均勻沉淀體系中，反應(yīng)物濃度的不同使粒子呈現(xiàn)出形貌的多樣性。其原因在于初始晶粒中陰離子的種類和化學(xué)計(jì)量數(shù)的差

2、別使其化學(xué)組成產(chǎn)生差異。根據(jù)Gibbs吸附定律，新生成的沉淀物粒子具有吸附周圍介質(zhì)中的分子或離子以降低其表面能的能力?？梢栽O(shè)計(jì)一個(gè)低界面張力的體系，使粒子在其中處于熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，成為具有特定形貌和粒度的單分散體系。同時(shí)，吸附作用又會(huì)使粒子表面帶電，產(chǎn)生團(tuán)聚電壘。電位能夠反映粒子表面帶電情況，因此粒子電位的變化可以作為定義這一體系的依據(jù)。在一定條件下，根據(jù)不同的體系所得粒子的電位隨pH值變化的趨勢(shì)，通過調(diào)整反應(yīng)和陳化過程的PH值和離子強(qiáng)

3、度，能夠控制體系的界面張力，制備出單分散鈷化物沉淀。 用NH<,4>HCO<,3>連續(xù)均勻沉淀制取碳酸鈷的過程中，利用結(jié)晶學(xué)和催化劑制備的有關(guān)理論，深入分析了化學(xué)沉淀法制備球形CoCO<,3>晶體的結(jié)晶和動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)過程以及相關(guān)的影響因素。采用“受控化學(xué)結(jié)晶法”制備出了堆積密度和結(jié)晶度較高、流動(dòng)性較好的球形CoCO<,3>，系統(tǒng)研究了反應(yīng)pH值、攪拌方式、反應(yīng)時(shí)間等主要工藝條件對(duì)CoCO<,3>結(jié)晶過程和物理性能的影響。 此

4、外，還研究了沉淀物在熱分解過程中顆粒粒度與形貌的變化規(guī)律及相關(guān)機(jī)理。制備尖晶石型電池級(jí)Co<,3>O<,4>粉體過程中，煅燒產(chǎn)物與前驅(qū)物呈現(xiàn)出粒度上的繼承性。當(dāng)分解溫度較低時(shí)，產(chǎn)物呈現(xiàn)多孔特征，適合的分解溫度(～850℃)和煅燒時(shí)間(8h)可以得到呈多面體形貌的電池級(jí)Co<,3>O<,4>。 在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上，采用NH<,4>HCO<,3>連續(xù)均勻沉淀體系，用綜合優(yōu)化的方法設(shè)計(jì)了中試生產(chǎn)電池級(jí)C0304材料的生產(chǎn)系統(tǒng)。并解決