[发明专利]羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料、四氧化三钴及其制备方法、钴酸锂、锂电池和锂电设备

权利要求书

1.一种羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料，其特征在于，所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的二次颗粒包括多个四氧化三钴一次颗粒和多个羟基氧化钴一次颗粒，所述多个四氧化三钴一次颗粒填充于所述多个羟基氧化钴之间形成的间隙内。

2.根据权利要求1所述的羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

A.所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料中四氧化三钴为尖晶石结构；

B.所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料中的羟基氧化钴一次颗粒为板状；

优选地，所述板状的羟基氧化钴一次颗粒呈无序排布；

C.所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的分子式为aCoOOH·bCo₃O₄，其中，a与b质量比为2:8-8:2；

D.所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的二次颗粒呈球形或类球形；

E.所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的粒度分布(D90-D10)/(D90+D10)为1.2-1.7；

F.所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的粒度D50为3-16μm；

优选地，所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的粒度D50为3-10μm；

G.所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的振实密度为2.8-3.4g/cm³。

3.一种四氧化三钴，其特征在于，所述四氧化三钴的原料包括权利要求1或2所述的羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料。

4.根据权利要求3所述的四氧化三钴，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

H.所述四氧化三钴的粒度分布(D90-D10)/(D90+D10)为1.2-1.7；

I.所述四氧化三钴的粒度D50为3-16μm；

优选地，所述四氧化三钴的粒度D50为3-10μm；

J.所述四氧化三钴的振实密度为2.8-3.4g/cm³；

K.所述四氧化三钴的整体平均孔径为20-120nm；

L.所述四氧化三钴的整体孔隙率为3-10％；

M.所述四氧化三钴的比表面积为1.7-4.5m²/g。

5.一种权利要求1或2所述的羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

将包括钴液、沉淀剂、氧化剂、络合剂的溶液加入到底液中，反应后得到羟基氧化钴-四氧化三钴浆料，固液分离得到所述羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料。

6.根据权利要求5所述的羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

a.所述钴液包括氯化钴水溶液和/或硫酸钴水溶液，所述钴液中钴离子的质量浓度为90-130g/L；

b.所述沉淀剂包括氢氧化钠水溶液；

c.所述络合剂包括EDTA-2Na和/或氨水；

d.所述氧化剂包括空气、氧气、体积分数为10-30％双氧水中的一种或多种；

优选地，所述空气为压缩空气，所述压缩空气的流量为反应容器可用体积的200-1000％/h；所述氧气的流量为反应容器可用体积的40-200％/h；所述双氧水的流量为反应容器可用体积的0.5-4％/h；

f.所述底液包括沉淀剂和水，所述底液的pH为10-12；

g.所述底液的用量占反应容器可用体积的5-50％；

h.所述反应的pH为9-12，所述反应的温度为50-80℃；

i.所述钴液的流量为反应容器可用体积的0.5-8％/h，所述络合剂的流量为反应容器可用体积的2-6％/h；

j.所述钴液还包括掺杂元素化合物，所述掺杂元素包括Al、Zr、Ti、Mg、Y、La、W、Ni、Mn中的一种或多种。

7.一种权利要求3或4所述的四氧化三钴的制备方法，其特征在于，由权利要求1或2所述的羟基氧化钴-四氧化三钴复合材料烧结而成。