[发明专利]一种掺杂型大颗粒碳酸钴及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂型大颗粒碳酸钴，其特征在于，所述大颗粒碳酸钴掺杂金属元素，分子式为(1-t)[CoCO3]·t[CoxMyCO3 (OH)z·nH2 0]，M为Al；其中，0＜t≤0 .5，0＜x≤9，0 .4＜y≤5，2x+my＝2+z，m为掺杂元素M的化合价，n为1至10之间的整数；

所述大颗粒碳酸钴一次颗粒形貌为锥形，一次颗粒组成球形的二次颗粒；所述二次颗粒粒度分布的范围为0 .3≤(D90-D10)/D50≤0 .5，D50＝18-20μm。

2.如权利要求1所述的掺杂型大颗粒碳酸钴，其特征在于，所述大颗粒碳酸钴的二次颗粒粒度分布的范围为D10≥10μm，D90≤25μm，振实密度为1 .6～2 .2g/cm ³。

3.如权利要求1所述的掺杂型大颗粒碳酸钴，其特征在于，所述大颗粒碳酸钴的晶体结构经XRD表征，012峰和104峰的强度比为0 .25～0 .4，半峰宽之比为0 .9～1 .2。

4.一种掺杂型大颗粒碳酸钴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1 .造核：

配置含可溶性铝盐和可溶性钴盐的金属盐溶液，以碳酸氢铵溶液作为底液，加热，通入金属盐溶液和碳酸氢铵溶液进行反应，当碳酸钴的粒度D50达到4～5μm时完成造核；

S2 .浓缩：

在反应釜中进行浓缩，按照钴铵的摩尔比为0 .3～0 .4持续通入金属盐溶液和碳酸氢铵溶液，随着反应进行固含量升高，相应地提高金属盐溶液和碳酸氢铵溶液的流量，控制碳酸钴颗粒的平均涨速，得到粒度D50为9～10μm的晶种；所述反应釜中的搅拌转速为200～250rpm，反应过程中控制温度为40～50℃；

所述控制碳酸钴颗粒的平均涨速，具体包括以下步骤：

1)当釜内固含量小于300g/L，金属盐溶液流量维持在200～300ml/min，将平均粒度D50涨速控制为0 .12～0 .14μm/h；

2)当釜内固含量达到300g/L，金属盐溶液流量提高至400～500ml/min，将平均粒度D50涨速控制为0 .1～0 .12μm/h；

3)当釜内固含量达到450g/L以上，金属盐溶液流量提高至500～600ml/min，将平均粒度D50涨速控制为0 .08～0 .10μm/h，反应至固含量达到550～600g/L，粒度D50达到9～10μm；

S3 .生长釜内生长：

将晶种转移至生长釜，按照钴铵的摩尔比为0 .3～0 .4通入金属盐溶液和碳酸氢铵溶液进行反应，然后停止进料及加热搅拌，静置后排出部分上清液，补加碳酸氢铵溶液控制溶液中铵根浓度，继续通入金属盐溶液和碳酸氢铵溶液，循环进行以上步骤直至晶种粒度D50达到13～14μm； 所述生长釜中的搅拌转速为100～150rpm，反应过程中控制温度为45～55℃；

所述生长釜内的生长过程如下：

A、当釜内固含量小于450g/L，金属盐的流量维持在400～500ml/min，控制平均粒度D50涨速为0 .1～0 .12μm/h进行多次结晶生长，每次结晶生长3～4h后，停止进料和加热搅拌，静置后排出部分上清液，重新开启进料和加热搅拌，补加碳酸氢铵溶液直到铵根浓度达到15 ～30g/L；

B、当釜内固含量达到450g/L以上，金属盐的流量提高至500～600ml/min，控制平均粒度D50涨速为0 .08～0 .10μm/h进行多次结晶生长，每次结晶生长3～4h后，停止进料和加热搅拌，静置后排出部分上清液，重新开启进料和加热搅拌，补加碳酸氢铵溶液直到铵根浓度达到15～30g/L，直至釜内固含量达到550～600g/L，碳酸钴颗粒的粒度D50达到13～14μm；

S4 .晶种分釜生长：

分釜进行生长，得到粒度D50为19～20μm的掺杂型碳酸钴大颗粒。