鈷酸鋰基本信息:
中文別名:鈷酸鋰;鈷(III)酸鋰,一般用于鋰離子二次電池正極材料 ,液相合成工藝,它采用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)水溶液為溶劑,鋰鹽、鈷鹽分別溶解在PVA或PE溶液中,混合后的溶液經(jīng)過加熱,濃縮形成凝膠,生成的凝膠體再進(jìn)行加熱分解,然后在高溫下煅燒,將燒成的粉體碾磨、過篩即得到鈷酸鋰粉。
鈷酸鋰的理化性質(zhì):
其外觀呈灰黑色粉末。在酸性溶液中是強(qiáng)氧化劑,能將CI-氧化為Cl2,將Mn2+氧化為MnO4-。在酸性溶液中的氧化還原電位比高鐵酸弱一些,但遠(yuǎn)高錳酸。
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鈷酸鋰的生產(chǎn)方法:
鈷酸鋰的化學(xué)式為LiCoO2,可簡稱為LCO,用化學(xué)術(shù)語來說,其實(shí)就是鋰和鈷的復(fù)合氧化物,工業(yè)上一般是將鈷的氧化物(主要是Co3O4)和碳酸鋰高速分散后,采用兩段式高溫固相燒結(jié)得到:
四氧化三鈷的熔點(diǎn)為895℃,碳酸鋰熔點(diǎn)為723℃,所以工業(yè)上LCO的正式燒成溫度一般在900℃以上(實(shí)際燒成工藝溫度可高達(dá)1050℃),原料以熔融態(tài)進(jìn)行反應(yīng),生長成5~20微米的單晶材料,涉及的化學(xué)反應(yīng)如下:
原料三氧化四鈷中1/3的鈷是二價(jià)的Co2+,2/3的鈷是三價(jià)的Co3+,而在終產(chǎn)物L(fēng)CO中的鈷全部是+3價(jià)的Co3+,所以整個(gè)LCO合成反應(yīng)是耗氧的(將Co2+氧化為Co3+),通過簡單的化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算可以得知,每生產(chǎn)一噸的LCO,大約需要27公斤的氧氣,同時(shí)排出225公斤的二氧化碳,反應(yīng)前后固體物料的失重約為16.5%。因此在實(shí)際生產(chǎn)中,一般使用空氣即可
鈷粉回收、鈷粉是硬質(zhì)合金的主要原料之一,國內(nèi)外的需求量逐年增加。隨著硬質(zhì)合金工業(yè)的發(fā)展,硬質(zhì)合金用鈷粉有3種發(fā)展趨勢:超細(xì)鈷粉、納米WC-Co 粉末、球形鈷粉。
這對(duì)原料鈷粉的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格,不僅對(duì)鈷粉的化學(xué)成分提出了更高的要求,而且對(duì)鈷粉的物理性能如粒度、粒度分布、晶體形貌等也提出了嚴(yán)格的要求。
要求粒度越來越細(xì)(粒度一般小于1.5μm),形貌為球形或類球形,粒度分布為正態(tài)分布。硬質(zhì)合金用鈷粉要求具有高的純度,這是因?yàn)?,一方面,純鈷?duì)碳化鎢能夠完全浸潤,對(duì)碳化鎢的把持力很高,從而提高硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。
另一方面,當(dāng)鈷粉中存在其他雜質(zhì),例如鉛、硅、鈣硫時(shí),在合金燒結(jié)過程中將會(huì)影響合金的顯微結(jié)構(gòu)和性能。硬質(zhì)合金生產(chǎn)要經(jīng)過混合、加壓和燒結(jié)過程,這些過程會(huì)產(chǎn)生機(jī)械流動(dòng)、塑性流動(dòng)和熱擴(kuò)散現(xiàn)象。研究表明,因減少WC 的晶粒尺寸而使碳化硅相晶粒接觸數(shù),可以通過粒度分布均勻且呈球形的鈷粉在機(jī)械混合和塑性流動(dòng)中達(dá)到高度均勻分布來消除,從而制得具有較大硬度和韌性的合金