新型球狀β 型電池級氫氧化鈷的開發(fā)與研究

朱珠 沈恒冠 韓建民 陳曉彬 蔡運和 陸益展

（寧波科博特鈷鎳有限公司 浙江余姚315475）

前言

氫氧化鈷有兩種類型，一種是不穩(wěn)定的α 型氫氧化鈷，顏色為深綠色；還有一種是比較穩(wěn)定的β 型氫氧化鈷，其顏色是玫瑰紅色。 根據(jù)市場情況，大多都是需要β 型氫氧化鈷。 本文研制的氫氧化鈷產(chǎn)品具有松裝，真實密度高，粒度分布窄，雜質(zhì)少，易處理等優(yōu)點。 [1,2]

一、基本反應(yīng)原理

β 型氫氧化鈷是玫瑰紅色粉末，分子式為Co（OH）2 ，主要應(yīng)用于電池生產(chǎn)以及陶瓷工業(yè)。 工業(yè)生產(chǎn)

氫氧化鈷主要使用氯化鈷，硫酸鈷等鈷鹽與氫氧化鈉，氨水等堿液制備，基本反應(yīng)原理如下：

Co2++2OH-→Co（OH）2

二、反應(yīng)條件對產(chǎn)品的影響因素

2.1、溫度對反應(yīng)的影響

隨著反應(yīng)釜內(nèi)溫度的提升，物質(zhì)顆粒元素生長速率下降，溶液粘度降低，傳質(zhì)系數(shù)增大，有利于顆粒長大；而且由于溫度的升高，顆粒能量增大，顆粒與顆粒之間碰撞加劇，這樣堆積密度提高很快。 由此得出結(jié)論，溫度有益于粒度與松裝的提高，為節(jié)約成本，溫度為75℃可為最佳條件。 [3]

2.2、pH對反應(yīng)的影響

溶液pH 值降低，OH-離子活躍， 與Co2+迅速發(fā)生反應(yīng)，容易生成小顆粒沉淀，而且生成物緊密度不高，因而pH 降低不利于顆粒的生長， pH 控制在10.40 可定位最佳反應(yīng)pH。

通過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得到pH，溫度，粒度，松裝密度的矩陣圖，讀取數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，溫度與pH 在一定的范圍內(nèi)與粒度和松裝成正相關(guān)關(guān)系。 [4]

2.3、絡(luò)合劑用量與反應(yīng)時間對反應(yīng)的影響

為了起到更好的絡(luò)合效果， 本反應(yīng)使用的是檸檬酸與氨水的雙絡(luò)合效果。 檸檬酸與金屬離子有很強的絡(luò)合功能，氨水為緩沖溶液。 實驗表明檸檬酸與鈷離子質(zhì)量比為0.5%效果最佳。

反應(yīng)時間也是影響反應(yīng)的很重要的因素，反應(yīng)時間長，顆粒生長時間充足，粒度變大，堆積密度提高，同樣反應(yīng)時間長，生產(chǎn)產(chǎn)量也會下降很多；反應(yīng)時間短，顆粒生長時間短，小顆粒較多，堆積密度低，經(jīng)大量實驗表明，反應(yīng)時間控制在10-12 小時為最佳條件。 [5]

三、結(jié)果與討論

（1）通過氨水與檸檬酸雙絡(luò)合劑的新方法，以氯化鈷與氫氧化鈉為原材料制備β-Co（OH）2；

（2）通過以上實驗，得到制備β-Co（OH）2 的最佳條件，溫度以75 攝氏度，pH 值控制在10.40，反應(yīng)時間控制在10-12 小時，以及優(yōu)化過的絡(luò)合劑的含量為0.5%。

[1] 曹亮 古莉娜，氣-液沉淀法制備β 型氫氧化鎳、氫氧化鈷納米粉體的研究，安徽化工，2010 年05 期

[2] 陳艷麗 胡中愛 常艷琴 王歡文 張子瑜 楊玉英， 摻鋁α-氫氧化鈷的制備及其電化學(xué)性能研究，《化工新型材料》 2011 年07 期

[3]楊幼平 張平民 劉人生 黃可龍。 前驅(qū)體對四氧化三鈷形貌的影響與表征，中國有色金屬學(xué)報，2011 年2 月。 第21 卷第2期

[4]林海彬 汪慶祥 柳林增 井阿直，兩種不同粒徑氫氧化鈷的合成及表征，漳州師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011 年第3 期

[5]徐秋紅 劉明 李大枝 曹允杰 常照榮，β-Co（OH）2 的合成新工藝研究，應(yīng)用化工，2006 年7 月第35 卷第7 期