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第 36 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.36, No.2
201 9 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2019

功能材料
液相沉淀-煅烧法制备大粒径球形四氧化三钴

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刘人生 ，王丽平 ，秦鸣飞 ，田礼平 ，杨幼平
（1. 浙江华友钴业股份有限公司，浙江 桐乡 314500；2. 电子科技大学 材料与能源学院，四川 成都
610054；3. 中南大学 化学与化工学院，湖南 长沙 410083）
摘要：以硫酸钴为原料，碳酸氢铵为沉淀剂，采用液相沉淀法合成了大粒径球形碳酸钴，考察了不同晶种量、
pH 和硫酸钴溶液流量对碳酸钴形貌、粒度分布、振实密度和硫元素质量分数的影响，并探究了碳酸钴的生长机
理。通过分步煅烧，并设置不同升温时间使碳酸钴热分解，得出优化四氧化三钴理化指标的煅烧条件。结果表
明，当晶种量为 2 kg，pH 在 7.2~7.5，硫酸钴溶液流量为 500 mL/h 时，采用分段式热分解碳酸钴，各温区按统
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一时间（60 min）升温，所得四氧化三钴形貌为球形，中值粒径为 16.52 µm，振实密度达 2.26 g/cm 。
关键词：四氧化三钴；微米颗粒；碳酸钴；热分解；液相沉淀；功能材料
中图分类号：O614.81+ 2 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 02-0206-06

Synthesis of Spherical Co 3O 4 with Large-size via Liquid Phase

Precipitation-calcination Method

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LIU Ren-sheng , WANG Li-ping , QIN Ming-fei , TIAN Li-ping , YANG You-ping
（1. Zhejiang Huayou Cobalt Co. Ltd., Tongxiang 314500, Zhejiang, China; 2. School of Materials and Energy, University of
Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, Sichuan, China; 3. School of Chemistry and Chemical
Engineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China）
Abstract: The spherical CoCO 3 precursor was prepared by precipitation method using cobalt sulfate as
cobalt source and ammonium bicarbonate as precipitating agent. The influences of dosage of seed crystal,
pH value, and flow rate of cobalt sulfate solution on the morphology, particle size distribution, tap density
and sulfur mass fraction of CoCO 3 were investigated. Meanwhile, the growth mechanism of CoCO 3 was
studied. CoCO 3 precursor was calcined at different heating-up time in order to optimize the physical and
chemical properties of Co 3O 4. The results showed that the spherical Co 3O 4 with 16.52 μm in median particle
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diameter and 2.26 g/cm tap density could be obtained when the dosage of seed crystal was 2 kg, the pH
value was 7.2~7.5, the flow rate of cobalt sulfate solution was 500 mL/h, and the thermal decomposition of
precursor was carried out by staged heating, with 60 min heating-up time for each stage.
Key words: cobalt oxide; micro size particle; cobalt carbonate; thermal decomposition; liquid phase
precipitation; functional materials
Foundation item: National Natural Science Foundation of China (51502032)

随着手机、笔记本电脑和数码相机等电子产品 业将研究重心转移至具有高振实密度的大粒径球形
用小型锂电池技术的发展，钴酸锂正极材料已经向 四氧化三钴上，如三星、COSMO、湖南杉杉等公司。
高电压和高压实密度方向改进。而四氧化三钴作为 新型大粒径四氧化三钴原料应满足以下要求：（1）
生产锂离子正极材料钴酸锂的重要原材料，对提升 中值粒径（D 50 ）≥15 µm，且粒度分布窄，可用粒
钴酸锂的性能有重要影响。许多国内外正极材料企 度峰宽（QD）来衡量，用粒度分布曲线中累积分布为

收稿日期：2018-04-08; 定用日期：2018-10-15; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180245
基金项目：国家自然科学基金（51502032）
作者简介：刘人生（1977—），男，工程师，硕士。联系人：王丽平(1984—)，女，副教授，电话：028-83208612，E-mail：
lipingwang@uestc.edu.cn。