液相法制备碳酸钴及其结构表征

以工业生产氯化钴溶液为钴源,碳酸氢铵为沉淀剂,采用液相法制备碳酸钴。系统研究了沉淀过程碳酸氢铵用量、碳酸氢铵浓度、保温时间、陈化时间和反应温度对母液钴浓度和钴沉淀率的影响,得到优化沉淀工艺条件:碳酸氢铵单耗3.173g/g、碳酸氢铵浓度250g/L、保温时间10min、陈化时间30min、反应温度33℃,在优化条件下,母液钴浓度为0.045g/L,钴沉淀率达99.92%。碳酸钴粒度分布均匀且范围窄,D50=1.428-1.488μm,形貌为小颗粒球形团聚体,物相纯度高。

碳纳米管导电浆料的制备及其对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2电化学性能的影响

用CVD法制备碳纳米管,通过强酸超声处理后溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中制备成碳纳米管导电浆料,利用XRD,SEM,BET考察制备的碳纳米管导电剂浆料的结构和表面形貌,并考察其作为导电剂对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2锂离子电池电化学性能的影响;结果表明经过王水处理后的碳纳米管获得了更好的分散性,并且得到了更多的介孔.添加了碳纳米管导电浆料的电池首次放电比容量是186.1 mAh/g,而未添加碳纳米管导电浆料的电池首次放电比容量是181.2 mAh/g.添加了碳纳米管导电浆料的电池循环性能更好,100次循环容量保持率是95.95%;添加了碳纳米管导电浆料的电池大倍率性能优越,在2 C、3 C、5 C倍率下要明显高于单独用SP做导电剂的电池(1 C=180 mA/g).并且,添加碳纳米管导电浆料的电池电极界面阻抗要小.

锂离子电池正极材料LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2的制备与性能研究

以自制Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2前驱体和Li_2CO_3为原料,在空气气氛下采用固相烧结工艺制备了LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2锂离子电池正极材料。通过SEM和XRD等手段对材料烧结前后形貌与结构进行表征,并测试了烧结后锂离子电池正极材料的电化学性能。结果表明,Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2前驱体具有良好的片状嵌入结构,且烧结制备的LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2正极材料混排因子c/a=4.967 3,阳离子混排因子I(003)/I(104)=1.25、I(006+102)/I(101)=0.333、I(018)/I(110)=0.87,表明LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2具有良好的层状结构。在2.5~4.6V、0.2C和0.5C下,LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2正极材料的首次放电比容量分别为166和154mAh/g,循环80次后容量分别保持为111和100mAh/g,具有良好的电化学性能。

NdFeB水磁体表面离子镀Cu-Al-In三元仿金

分析了真空离子镀的基本原理，研究了NbFeB永磁合金表面离子镀Cu－Al-In三元仿金合金的新工艺。合金镀层晶粒较小，均匀美观，光泽柔和；合理的工艺条件为：偏压200V，主弧电流5A±0．25A，间距120mm，加热功率11kW，氩气分压1．33Pa～0．0133Pa，时间30min。

用硫酸从红土镍矿中常压浸出镍钴铁试验研究

研究了在常压下用硫酸浸出红土镍矿,考察了硫酸浓度、浸出时间、浸出温度和液固体积质量比对镍、钴、铁浸出率的影响。结果表明:在硫酸浓度2mol/L、浸出时间120min、浸出温度80℃、液固体积质量比11mL/g条件下,镍、钴、铁浸出率分别为96.27%、92.2%、81.57%;不同温度下,镍的浸出过程符合收缩核模型;根据阿伦尼乌斯公式,该浸出反应活化能为25.867kJ/mol,浸出反应受混合过程控制。

镍钴锰三元前驱体生产废水零排放处理工艺设计研究进展

对镍钴锰三元前驱体生产企业产生的高盐高氨氮重金属废水来源及水质特点进行分析,提出该废水零排放难点及解决思路,分别列出各类污染物常用的工业化处理方法,最后对各组合工艺的投资、运行成本、耗能情况等多方面因素进行比较分析,方便企业结合自身的实际情况选择最佳的废水处理工艺。

刚果(金)复杂铜钴合金两段浸出工艺研究

采用一段直接酸浸出-二段氧化酸浸工艺从复杂铜钴合金中浸出钴、铜、铁,考察了浸出工艺条件对铜、钴、铁浸出率的影响。结果表明,一段最佳浸出工艺条件为:液固比10∶1,温度85℃,硫酸初始浓度1.8 mol/L,搅拌转速300 r/min,浸出时间2 h;二段最佳浸出工艺条件为:液固比10∶1,温度90℃,硫酸初始浓度4.0 mol/L,搅拌转速350 r/min,氯酸钠用量20%,浸出时间6 h。在此条件下,钴、铜、铁的总浸出率达96.99%、99.56%和98.16%。

TBP−仲辛醇协同萃取钽铌萃余液中低浓度钽、铌和钨

采用TBP−仲辛醇混合萃取剂对钽铌矿萃余液中低浓度钽、铌和钨等有价资源进行综合回收。研究TBP与仲辛醇的体积比、稀释剂含量、溶液酸度、萃取相比、萃取温度以及萃取时间等因素对钽、铌和钨回收率及分相时间的影响规律。结果表明:TBP−仲辛醇混合萃取剂对钽铌矿萃余液中低浓度钽、铌和钨具有较好的协同萃取效果。单因素实验结果表明,TBP与仲辛醇体积比控制在1:1时比较合适。在此条件下,进一步通过正交实验确定最优实验方案:稀释剂20%,H+浓度16 mol/L,相比2:1,温度25℃,萃取反应时间4 min。在最优条件下,钽铌的总回收率为98.53%,钨的回收率为89.62%,综合回收效果较为理想。

镍钴锰三元前驱体废料与草酸钴废料的联合浸出

采用镍钴锰三元前驱体废料和草酸钴废料联合氧化还原浸出,研究了三元前驱体废料和草酸钴废料的质量配比、初始酸度、反应温度、反应时间等对镍、钴和锰浸出率的影响。结果表明,最佳反应条件为:三元前驱体废料和草酸钴废料的质量比53.5、初始酸度4mol/L、反应温度50℃、液固比41、反应时间120min,钴、镍和锰的浸出率分别达到96.76%、99.75%和99.80%,浸出液直接用于共沉淀法制备三元前驱体。实现了两种废料同时浸出和循环回收利用的目的。

溶析结晶法制备硫酸钴的实验研究

采用溶析结晶法制备硫酸钴,考察了溶析剂种类、溶析剂用量、溶析剂浓度、溶液初始Co2+浓度、结晶温度等参数对硫酸钴结晶率的影响。以乙醇为溶析剂,在溶析剂与硫酸钴溶液体积比为1∶1、溶析剂浓度为95%、溶液初始Co2+浓度为120 g/L、结晶温度为25℃条件下,硫酸钴结晶率达到98.27%,母液中Co2+浓度为1.36 g/L。本方法制备的硫酸钴与蒸发结晶工艺制备的硫酸钴相比,在溶解pH值、水不溶物、磁性物、油分等关键指标方面具有明显优势,满足GB/T 26523—2011《精制硫酸钴》优等品的要求。

LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料的高电压研究

使用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料制作出软包电池,在不同电压上限(4.2V、4.25V、4.3V、4.35V)下进行电化学测试,再采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),对循环100次后的极片进行结构和形貌表征.XRD图谱表明,循环100次后的材料仍具有α-NaFeO2型结构,并且仍是层状结构,但电压上限为4.35V时材料I003/I104值小于1.2,出现了较高的阳离子混乱.在4.2V、4.25V、4.3V和4.35V的电压上限下,电池的首次放电容量依次为161.5mAh/g、162.9mAh/g、169.2mAh/g和176.6mAh/g.相较于4.2V,电压上限为4.25V、4.3V和4.35V时,容量提高率依次为0.87%、4.77%和9.35%.电压上限为4.2V、4.25V、4.3V和4.35V的电池200次循环(0.2C)测试后,容量保持率依次为95.09%、94.41%、95.52%、95.56%.虽然电压上限为4.35V时材料出现阳离子无序,但其电化学性能却是最好的,可能是由于Co离子高价迁移到Li层时注入过量电荷,使通过大的二次粒子内部晶界网络时具有高电子传导性.

低氯微米级氢氧化钴的制备

有机钴盐如醋酸钴、环烷酸钴等由醋酸、环烷酸与氢氧化钴中和反应制得,有机钴合成用的氢氧化钴要求为微米级、无氧化、氯含量低。研究了合成有机钴所需的低氯、微米级氢氧化钴的制备方法,考察了氨络合作用、料液加入顺序、还原剂、累计生长时间等参数对产品中氯含量、微观结构、氧化程度的影响。以水合肼为还原剂,钴液、氨水、液碱并流加入反应釜,控制反应pH为10.5~11.5、铵根质量浓度为6~9 g/L,晶体生长40 h后,得到玫瑰红色的氢氧化钴产品,其微观结构为六方晶体,氯质量分数为0.017%。

钴业细思量

经过近十年的发展,中国钴市场所面临的问题日益凸显。站在金融危机的风头浪尖上,中国钴市场经历了跌宕起伏,面临着新的发展机遇与挑战。行业发展何去何从?钴工业企业如何实现良性运营、健康发展?

电池级硫酸钴生产工艺研究进展

综述了7种含钴原料生产电池级硫酸钴的工艺技术。含钴原料不同,生产电池级硫酸钴的工艺技术也有较大差别。根据含钴原料特性将含钴原料细分为7种:含钴氧化矿、含钴硫化矿、副产钴渣、含钴合金废料、废钴催化剂、钴中间品、含钴电池废料。以含钴原料为出发点,对各种含钴原料生产电池级硫酸钴的工艺进行了综述。详细介绍和总结了浸出和精炼工艺的进展,并展望了电池级硫酸钴生产工艺的发展方向。

双氧水还原浸出非洲氧化铜钴矿的试验研究

采用双氧水还原浸出非洲氧化铜钴矿,研究了还原剂用量、初始酸浓度、液固比、浸出温度和浸出时间等参数对浸出过程的影响。结果表明:使用双氧水与铜钴矿计量比为0.2mL/g、浓硫酸与铜钴矿质量比为0.46、液固比为5∶1(mL/g),在温度75℃下浸出2h,钴、铜的浸出率分别达到了99.50%,99.42%。

草酸钴废料协同浸出水钴矿中的钴和铜

利用草酸钴废料协同浸出水钴矿中的钴和铜,考察了工艺条件对浸出率的影响,并推荐了一种二段浸出及后续生产草酸钴的工艺流程。实验结果表明,在草酸钴废料与水钴矿的质量比为20%、反应时间为120 min、反应温度为85℃、初始H2SO4浓度为1.00 mol/L、液固比为4 m L/g的最佳工艺条件下,钴和铜的浸出率分别达到98.82%和96.24%。该工艺应用于水钴矿的还原浸出,在回收利用草酸钴废料的同时,降低了还原剂的消耗,且对浸出液后续处理工艺无影响。

锂离子电池正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制备与性能研究

以Ni（0.5）Co（0.2）Mn（0.3）（OH）2前驱体和Li2CO3为原料,在空气气氛下采用适当的烧结工艺制备了LiNi（0.5）Co（0.2）Mn（0.3）O2锂离子电池正极材料。采用振实密度仪、SEM和XRD等方法对材料烧结前后的密度、形貌与结构进行表征,并对烧结后的锂离子电池正极材料的电化学性能进行测试。结果表明烧结制备的LiNi（0.5）Co（0.2）Mn（0.3）O2正极材料混排因子c/a为4.9421,阳离子混排程度低I（003）/I（104）为2.222,层状结构明显。在2.8~4.3 V、0.2 C和0.5 C下,LiNi（0.5）Co（0.2）Mn（0.3）O2正极材料的首次放电比容量为153.6 m Ah·g^（-1）和146.5 mAh·g^（-1）,首次充放电效率分别为81.2%和78.8%,循环80次后容量分别保持为130.2 mAh·g^（-1）和128.1 mAh·g^（-1）,容量保持率都在85%以上,具有良好的电化学性能。

镍钴锰三元素氢氧化物废料循环回收的工艺研究

实验采用了还原浸出的循环回收处理方法,从镍钴锰三元素氢氧化物废料中重新回收钴、镍和锰,可直接用于重新制备镍钴锰三元素氢氧化物产品,实现废料的循环回收利用。本文研究了还原回收镍钴锰三元素氢氧化物废料的还原剂种类、用量比、反应条件等影响因素对镍、钴和锰元素的回收率的影响。实验结果表明:工艺最佳条件是水合肼是回收镍钴锰三元素氢氧化物废料的最佳还原剂,还原剂用量为1.4倍理论量,反应初始酸度为4 mol·L^(-1),反应温度为50℃,反应液固比为4︰1,反应时间为90 min。钴、镍和锰的回收率分别可达到99.31%、99.75%和99.80%。本工艺简单可行,回收率高,因此适合应用于工业生产。

用Lix984萃取硫铜钴矿浸出液中的铜

采用Lix984萃取回收硫化铜钴矿浸出液中的铜,考察了相比(VO/VA)、平衡pH、Lix984体积分数以及逆流萃取级数对钴、铜、铁萃取效果的影响。同时考察了负载铜有机相反萃过程中反萃剂的选择以及反萃相比对铜反萃效果的影响。实验结果表明,当萃取有机相组成为30%Lix984 + 70%磺化煤油,相比(VO/VA)为1:1,平衡pH为2,经2级逆流萃取,钴、铜、铁的萃取率分别为1.67%、99.95%、2.14%。当使用2 mol/L的硫酸溶液为反萃剂时,反萃相比(VO/VA)控制在1:3为宜,此时铜的反萃率已达到100%。使用2 mol/LH2SO4 + 35 g/LCuSO4溶液为反萃剂时,反萃相比(VO/VA)控制在1:3为宜,此时铜的反萃率为79.87%。

锂离子电池介观尺寸数值模拟研究进展

电池模拟是预测电池性能和指导电池材料设计的重要手段。基于Newman模型的传统模拟对于描述锂离子电池电化学性能已非常成熟,值得注意的是,其本身也存在材料均一化假设等缺点,并且随着材料的纳米化,这种模拟显得更加不足。从层析实验手段(FIB/SEM以及X-ray断层技术)入手,进而讨论基于介观结构的建模手段,以及相应的数值分析研究进展状况。