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·208· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

1.3 表征 不同晶种量所得碳酸钴的 SEM 形貌见图 1。结
SEM：工作电压 25 kV。粒度测试：搅拌速度 合表 1 中碳酸钴指标对比可知，1 kg 晶种无需分釜，
2200 r/min，超声强度 10 Hz，时间为 2 min。比表 但颗粒生长速度快，碳酸钴球形度差，为多个小粒
面积检测：氮气连续流动法 [17] 计算比表面积。振实 子聚集体，QD 最大，TD 最小，S 质量分数最低。2 kg
密度测试：振动 3000 次。TG 分析：温度范围为 25~ 晶种需分釜 2 次，形貌较好，QD 较小，S 质量分数
900 ℃，升温速率为 10 ℃/min，空气气氛。XRD 测 略有升高，TD 较大；3 kg 晶种需分釜 3 次，形貌最
定：靶材 Cu，管电压 40 kV，管电流 40 mA，扫描 好，呈较规则球形，QD 最小，但 S 质量分数有所
范围为 5°~80°。 升高。杂质 S 含量升高可能与碳酸钴中夹杂少量碱
式硫酸钴有关。另外，S 含量高会影响后端钴酸锂
2 结果与讨论
正极材料的循环性能。所以，为保证形貌、S 质量
2.1 大粒径碳酸钴合成条件的优化 分数及合成效率，适宜的晶种量为 2 kg。
2.1.1 晶种量对碳酸钴性能指标的影响
取不同质量的粒径为 9.0~9.5 µm 的碳酸钴湿料 表 1 不同晶种量对碳酸钴性能的影响
Table 1 Influence of seed crystal dosage on the CoCO 3
作为晶种，放入 10 L 玻璃反应釜进行晶体主生长投 synthesis
料反应，反应温度为 42 ℃，过程 pH 为 7.2~7.5，搅
③
晶种量 投料次 ① ② TD w(S)
拌转速为 65 r/min，硫酸钴溶液（钴离子质量浓度 /kg 数/次 D 50 /m Q D /(g/cm ) /%
3
为 120 g/L）流量为 500 mL/h，晶种量分别为 1、2 1 14 21.91 0.312 1.81 0.0039
和 3 kg，实验方法同 1.2.3 小节，考察了晶种量对碳 2 26 21.94 0.299 1.92 0.0053
酸钴形貌、粒度分布、小颗粒数量的影响，结果见 3 38 21.85 0.296 1.94 0.0067
表 1。 注：①中值粒径；②粒度分布峰宽；③振实密度。

a—1 kg；b—2 kg；c—3 kg
图 1 不同晶种量所得碳酸钴的 SEM 形貌
Fig. 1 SEM images of CoCO 3 synthesized with different dosage of seed crystal

2.1.2 pH 对碳酸钴性能指标的影响 表 2 不同 pH 对碳酸钴性能指标的影响
取晶种量 2 kg，温度 42 ℃，搅拌 65 r/min，设 Table 2 Influence of pH on the property index of CoCO 3
定硫酸钴溶液流量 500 mL/h，通过调碳酸氢铵溶液 pH 投料 D 50/m QD TD w(S)/%
3
次数/次 /(g/cm )
流量控制 pH，碳酸钴合成过程中 pH 分别为 6.9~7.2、
6.9~7.2 34 21.63 0.302 1.89 0.0054
7.2~ 7.5 和 7.5~7.8，实验方法同 1.2.3 小节，考察了
7.2~7.5 29 21.86 0.301 1.93 0.0063
pH 对碳酸钴形貌、粒度分布、小颗粒数量的影响。
7.5~7.8 33 22.03 0.301 1.95 0.0086
不同 pH 下所得碳酸钴指标和形貌分别见表 2 和图 2。

a—6.9~7.2；b—7.2~7.5；c—7.5~7.8
图 2 不同 pH 下所得碳酸钴的 SEM 图
Fig. 2 SEM images of CoCO 3 synthesized at different pH