[发明专利]一种电解制备羟基氧化镍钴的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种羟基氧化镍钴的方法，特别是一种电解制备羟基氧化镍钴的方法。

背景技术：

镍钴酸锂LiNixCo_1-xO₂是一种新型的锂离子电池正极材料，具有LiCoO₂和LiNiO₂的优点，是目前研究比较多的有望替代LiCoO₂的正极材料之一。经研究发现以羟基氧化镍钴Ni_xCo_1-xOOH(0≤x≤0.85)为前驱体时，借助其自身已有的层状结构和三价镍的条件，可以在空气条件和较低的温度下合成正极材料LiNi_xCo_1-xO₂，具有反应条件温度低和可控，层状结构好，容量高等优点。当X＝0时，化合物为羟基氧化钴CoOOH，它是一种高导电性的高价钴氧化物，可以作为导电剂直接添加到氢氧化镍正极活性物质中，改善电极活性物质之间的导电性，并且工艺简单，为大多数电池厂家采用。同时CoOOH也是制备LiCoO2的优良前驱体，采用CoOOH代替Co₃O₄与Li₂CO₃或LiOH混合后高温固相反应，可以显著降低煅烧温度，缩短煅烧时间，节能降耗(电池，2005，35(2)：133-134)

羟基氧化镍钴Ni_xCo_1-xOOH(0≤x≤0.85)制备的方法主要是：先化学合成氢氧化镍钴Ni_xCo_1-x(OH)2(0≤x≤0.85)，然后将其进行化学氧化或电解氧化，从而制备得产品。采用化学氧化法时一般会使用次氯酸盐、高锰酸盐等过量的化学氧化剂，环境污染大，氧化效率低。而现行的电解氧化法具有电解液可循环使用，不使用化学氧化剂，对环境友好。但其电解氧化时间长，效率较低。因此研究具有高的电解氧化效率的绿色环保电解工艺具有很大的实用价值。

发明内容：

本发明的目的是提供一种电解制备羟基氧化镍钴的方法，此方法具有氧化效率高，氧化时间短，友好环境。本发明的技术方案是，一种电解制备羟基氧化镍钴的方法，其特征在于：羟基氧化镍钴的通式是Ni_xCo_1-xOOH式中：0≤x≤0.85，由隔膜隔开的阳极室和阴极室内有碱金属氯化物溶液，将Ni(OH)₂放入阳极室的碱金属氯化物溶液中，用NaOH调pH至碱性，在1.5-10伏恒压、室温以及搅拌下电解生成羟基氢氧化钴，所述碱金属氯化物溶液的浓度为1-7M。对制备的羟基氧化钴进行过滤、洗涤、烘干制成羟基氢氧化镍钴成品。本发明与现有技术比较具有氧化时间短，氧化效率高且友好环境的显著优点。

附图说明：

附图是制备羟基氧化镍、钴方法用的电解槽纵剖面图。

具体实施方式：

现行电解氧化法时间长、效率低的原因主要是电解槽结构有不足，其阳极的材料是金属镍板或者发泡镍板，电解液是无氧氯离子的碱溶液。

本发明的电解槽结构是，在槽内用公知的锂离子电池用的隔膜1或者碱性电池用隔膜将电解槽分隔成阳极室3和阴极室4，阳极2和阴极5分别置于阳极室和阴极室中。阳极室中设有搅拌器6，阴极材料为惰性材料，阳极是钛基二氧化铅电极，其结构有层：钛网基体层、SnO₂和SbO₃中间层、β-PbO₂镀层，其制作方法是，(1)进行基体预处理：将10×5cm钛网用10％HCL溶液煮沸1小时再在10％的草酸溶液中煮沸2小时，用丙酮超声波清洗10min，晾干备用；(2)涂制中间层：配制一定比例的SnCl₄和SbCl₃的盐酸-正丁醇溶液，用毛刷将其均匀地涂在基体上，然后用电热风吹干，再在120-140℃条件下干燥15分钟，再涂再干燥，重复5-7次后，在450-500℃条件下烘焙热解1小时后用蒸馏水冲洗，晾干备用；(3)电镀制备β-PbO₂的表面层：将上述电极浸入加有一定量NaF和HNO₃的硝酸铅水溶液中，以铜板为阴极，在65℃温度下以3.5A/m²的电流密度下电镀4小时，镀完后用蒸馏水冲洗，晾干备用。