目前我國鋰電池正極氧化鈷制備過程中，主要是通過氯化鈷溶液和硝酸鈷溶液與碳酸氫氨溶液進(jìn)行反應(yīng)，通過以上三種溶液在反應(yīng)過程中便可以得到基本材料碳酸鈷。研發(fā)人員需要將碳酸鈷在400～600攝氏度的溫度下進(jìn)行鍛燒反應(yīng)，在鍛燒反應(yīng)結(jié)束后，研發(fā)人員更需要將鍛燒完成后的碳酸鈷放置于800～1200的溫度下進(jìn)行二次鍛燒，這次鍛燒的目的是為了將反應(yīng)物生成四氧化三鈷。研究人員需要將生成的四氧化三鈷進(jìn)行粉碎，再將粉碎后的四氧化三鈷進(jìn)行提煉，然后就可以得到鋰電池正極中使用的氧化鈷材料。在對氧化鈷材料進(jìn)行選擇過程中，研發(fā)人員需要確保粉碎后的氧化鈷材料直徑在3～4毫米，粒子密度分布在0.71～1.34g/cm3，還需要保證制備的氧化鈷含鐵量小于5%，振實(shí)密度10度在0.212～3.514g/cm3之間。還需要保證制備出的氧化鈷具備較強(qiáng)的抗耐磨能力，只有這樣才可以應(yīng)用于鋰電池的正極材料。
一、鋰電池正極氧化鈷制備的技術(shù)背景
鋰電池正極材料中所使用的氧化鈷對鋰電池正極的性能、電池充電放電的容量、鋰電池的放電平臺、循環(huán)壽命等相關(guān)特性具有重要的影響。因此在鋰電池正極氧化鈷的制作過程中，工作人員需要嚴(yán)格的根據(jù)鋰電池正極氧化鈷制備過程中的化學(xué)成分和制備步驟進(jìn)行作業(yè)，此外還需要確保制備的氧化鈷具有合理的密度分布和粒徑尺寸。
目前我國在鋰電池正極氧化鈷的制備過程中，由于使用了昂貴的表面活性劑，從而增加了氧化鈷制備過程中的成本和工藝復(fù)雜性。但是如果沒有添加表面活性氧化劑，便會造成氧化鈷制備過程中的工序發(fā)生缺失，從而使得形成鈷酸鋰的粉末過細(xì)，無法正常的融入鋰電池的正極材料前驅(qū)體中。因此當(dāng)下通過在氧化鈷的制備過程中，發(fā)明出一種工藝簡單，成本較低且投資少的系列化電池正極氧化鈷生產(chǎn)方法，便成了當(dāng)前生產(chǎn)工藝中的首要目的。
二、鋰電池正極氧化鈷的基本概述
鋰電池正極氧化鈷的制備方法，首先，科研人員需要將氯化鈷溶液和金屬鈷溶解于硝酸溶液中，這樣就可以形成還有大量鈷物質(zhì)的硝酸鈷溶液。然后通過將硝酸鈷溶液與碳酸氫氨溶液進(jìn)行反應(yīng)，在反應(yīng)的過程中便可以形成制備鋰電池正極材料的初步基礎(chǔ)物質(zhì)碳酸鈷。再將這種材料放置于430度至670度的溫度下進(jìn)行煅燒，根據(jù)具體情況可以煅燒2～4個小時;在鍛燒結(jié)束后，科研人員需要將煅燒后的碳酸鈷放于常溫下進(jìn)行冷卻;在冷卻之后再進(jìn)行800～1040度的兩段式燒結(jié)，這次燒結(jié)時間需要控制在3～10個小時之內(nèi)，來確保鍛燒后的碳酸鈷可以完全反應(yīng)成四氧化三鈷;科研人員需要將得到后的四氧化三鈷進(jìn)行粉碎升級，然后將粉碎后的四氧化三鈷過濾凈化，就可以得到最后的成品鋰電池正極材料氧化鈷。
三、鋰電池正極氧化鈷制備過程中的方法步驟
（1）進(jìn)行鈷鹽溶液的配置
在進(jìn)行鈷鹽溶液的配置過程中，科研人員首先需要將硝酸添加到高純度的金屬鈷，這樣就可以得到硝酸鈷溶液。此外在溶液的配置過程中，需要將硝酸鈷溶液配制100～250克每升的溶液濃度，當(dāng)溶液配置完成后，需要靜置4～5個小時，等待硝酸銨溶液中的溶質(zhì)下沉到底部時，科研人員需要取上層的澄清液體進(jìn)行使用。
（2）進(jìn)行碳銨溶液的配置
科研人員在進(jìn)行碳銨溶液的配置過程中，需要通過碳酸氫銨和去離子水進(jìn)行混合，然后在科學(xué)的配比下形成濃度在10%～25%梯度下的溶液。同樣在溶液配置完成后，需要靜置放置4～5個小時，然后取上層的澄清液體進(jìn)行使用。
（3）進(jìn)行溶液之間的組合
科研人員在進(jìn)行配置過程中，還需要通過溶液之間的相互混合從而生成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)物質(zhì)，這就需要將配置而成的碳酸氫銨溶液加入帶有攪拌器和溫度計的反應(yīng)釜，科研人員需要控制反應(yīng)釜攪拌過程中的速度，速度需要保持在50～200轉(zhuǎn)每分鐘。同時還需要將上述步驟中所配置的硝酸鈷溶液和氯化鈷溶液，在3～5個小時內(nèi)加入到正在攪拌過程中的碳酸氫銨溶液中，科研人員需要控制實(shí)驗(yàn)溶液中鈷的重量在1.5%～2.5%之間，在合成過程中的溫度需要維持在45攝氏度至80攝氏度之間。
（4）對反應(yīng)物進(jìn)行漂洗、過濾、干燥等處理
在反應(yīng)結(jié)束過后，科研人員需要將得到的碳酸鈷進(jìn)行過濾清洗，然后得到相應(yīng)的濾餅，通過對過濾餅進(jìn)行去離子水的多次洗滌，還將反應(yīng)過程中的雜質(zhì)進(jìn)行清除?？蒲腥藛T還需要將過濾餅放置于120攝氏度至180攝氏度的溫度下進(jìn)行干燥2～14個小時，在干燥結(jié)束過后，便可以得到淡紅色的碳酸鈷粉末。在得到碳酸鈷粉末后，科研人員需要對碳酸鈷粉末進(jìn)行密度和純度的檢測，需要確保碳酸鈷粉末的純度達(dá)到99%以上，才可以進(jìn)入后續(xù)的實(shí)驗(yàn)步驟。
（5）對制備物進(jìn)行高溫煅燒
在對制備而成的碳酸鈷粉末進(jìn)行高溫煅燒的過程中，科研人員需要將高溫爐內(nèi)保持良好的通風(fēng)狀態(tài)，然后在50攝氏度至1000攝氏度的煅燒溫度下，對碳酸硅粉末進(jìn)行煅燒2～4個小時，然后便可以得到黑色的氧化鈷松散燒結(jié)塊體，在對氧化鈷松散燒結(jié)塊體進(jìn)行濃度測量中，需要確保其中亞鈷的含量小于5%。再通過對碳酸鈷團(tuán)聚形成的樣貌、燒結(jié)時間、通風(fēng)狀態(tài)、燒結(jié)溫度等相關(guān)因素進(jìn)行控制，便可以將產(chǎn)物固含量控制在72%～74%之間。
四、結(jié)束語
通過對鋰電池正極材料氧化鈷的制備進(jìn)行研究，便可以探索出工藝簡單、成本較低且環(huán)保的電池正極氧化鈷生產(chǎn)方案，從而促進(jìn)我國電子產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。
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