背景及概述[1]
锂离子电池作为一种新能源,是电池产品中最重要的产品,被广泛的应用在移动通讯、手表、照相机、计算器、计算机存储器后备电源、心脏起搏器、安全报警器、电动汽车电源等领域。电池级碳酸锂是生产储能电池的主要材料,其应用前景十分广阔。
制备[1-2]
报道一、
电池级碳酸锂的清洁化生产方法包括如下步骤:
(1)β-锂辉石锂精矿制备:选取富集天然锂辉石精选矿1000kg置于回转炉中,控制回转炉内温度1100℃之下焙烧5小时即可制备得到β-锂辉石锂精矿;
(2)硫酸锂溶液制备:控制回转炉温度为95℃时,将β-锂辉石锂精矿粉碎过筛制成矿石粉,向矿石粉中加入过量25%硫酸溶液混合后转入回转炉在270℃下烧结5小时;粉碎烧结后的矿石粉用纯化水浸取得粗品溶液,使用碳酸钙中和过量硫酸调节粗品溶液pH为6.5后过滤即得到1000L硫酸锂溶液;
(3)离子去除:向上述硫酸锂溶液中加入100L浓度为1%的过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子,然后加入30%的氢氧化钠溶液至溶液pH为12,溶液中Mg和Fe形成氢氧化镁和氢氧化铁沉淀;过滤沉淀后加热溶液至40℃并用稀硫酸调整pH为7.0,溶液中形成氢氧化铝沉淀,过滤沉淀后用过量碳酸钠,除去钙离子和残留的其它金属离子;过滤沉淀后将溶液进行脱色处理;将滤液蒸发浓缩至Li2O含量为65克/升,并向浓缩液中加入本发明含有EDTA和草酸的混合溶液(物质的量比为1:1)后沉淀30分钟后过滤。
(4)碳酸锂的制备:将Na2CO3饱和溶液缓慢加入到温度为90℃的上述步骤所得过滤后的Li2SO4溶液中,流加过程中持续测定溶液的pH值;随着Na2CO3饱和溶液的加入,溶液的pH由12逐渐下降,当混合溶液的pH为9.0,停止加入。保温搅拌30min内溶液pH无变化后过滤即可得到碳酸锂沉淀;
(5)电池级碳酸锂的制备:将上述步骤得到的碳酸锂沉淀在常温下用2倍体积的纯化水洗涤3次,70℃下烘干洗涤后样品即可得到本发明电池级碳酸锂成品,碳酸锂(按锂元素计算)的收率为85%。
报道二、
一种连续化生产电池级碳酸锂的方法,包括如下步骤:
(1)洗脱:将锂云母矿粉碎,得到锂云母粉末,向锂云母粉末中加入盐酸进行洗脱 然后过滤得到滤液;
(2)、一次加料:将碳酸钾溶液总量的60%、滤液总量的50%以平行加料方式加入 到反应器中,控制加料时间t1为90min,加料温度c1为120-150℃;
(3)、二次加料:将剩余的碳酸钾溶液总量的40%、滤液总量的50%以平行加料方 式再次加入到反应器中,控制加料时间t2为100min,加料温度c2为110-150℃;
(4)、电池级碳酸锂的获得:二次加料完成后,将反应器中进行料液固液分离得到 湿碳酸锂,然后将湿碳酸锂经过洗涤、烘干获得电池级碳酸锂。
所述烘干采用电加热的方式进行烘干。
本发明通过两次平行加料,严格控制加料时间和加料温度,直接生产得到电池级 碳酸锂,不需要通入二氧化碳进行氢化,因此成本低,工作流程简单,易于大批量生产,实现 了电池级碳酸锂的连续生产,本发明采用的原料是碳酸钾溶液、锂云母矿,因此生产出的电 池级碳酸锂质量好,使用寿命短,稳定性好。
参考文献
[1] CN201610023541.5连续化生产电池级碳酸锂的方法
[2] [中国发明] CN201711118967.X 一种连续化生产电池级碳酸锂的方法