一种电池级磷酸二氢锂的制备方法与流程

1.本发明涉及电池级磷酸二氢锂的制备技术领域，具体涉及一种电池级磷酸二氢锂的制备方法。


背景技术：

2.目前在汽车等领域将大力发展不可再生能源的替代品，其中锂离子动力电池将是优先发展项目之一。磷酸铁锂具有结构稳定、安全性好等优点，是锂离子动力电池的首选正极材料。而目前磷酸铁锂的主要生产方法有高温固相法和液相法两种，高温固相法为现在主要工业化生产的方法，磷酸二氢锂做为生产磷酸铁锂的原料，主要优点在于避开了其它方法合成中使用的磷酸二氢铵，避免产生大量的氨气污染环境的问题。
3.目前生产磷酸二氢锂的主要方法有中和法和萃取法。萃取法所用的萃取剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙三醇中一种或几种的混合物，工艺复杂、安全性差、成本高。中和法存在中间过程需增加添加剂除杂，工艺流程长，添加剂本身制备过程复杂、能耗高、成本高。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种电池级磷酸二氢锂的制备方法，克服了现有技术的不足，经过浓缩蒸发，冷却结晶，离心分离，饱和洗涤，烘干，气流粉碎，包装，得到的产品颗粒细且均匀，颜色白亮适合用于制备锂离子正极材料的磷酸二氢锂产品。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
6.一种电池级磷酸二氢锂的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)磷酸的稀释：将磷酸与纯水以重量比1∶3搅拌混匀；
8.(2)复分解反应：将步骤(1)配好的磷酸溶液打入反应釜中，之后按照摩尔比磷酸∶碳酸锂＝1∶1～1：1.1的比例，将适量的高纯碳酸锂加入到磷酸溶液中；
9.(3)煮沸除co2：将步骤(2)反应得到的溶液在常压下煮沸30min，去除溶液中的co2；
10.(4)ph值的调节：待完全反应后在步骤(3)的混合液中用氢氧化锂或磷酸将中和溶液调节ph值到1～3，得到磷酸二氢锂溶液；
11.(5)活性炭除杂：在步骤(4)得到的溶液中加入活性炭，吸附溶液中的有机物，从而达到除杂的目的；活性炭的用量为溶液量(体积)的1
‰
～3
‰
，时间为0.5～3小时，压滤清亮后，进入下一步；
12.(6)蒸发浓缩：利用蒸汽加热，将步骤(5)得到的溶液将进行蒸发浓缩，浓缩的温度控制在115～135摄氏度，得到磷酸二氢锂浓缩液；
13.(7)冷却结晶：在步骤(6)的蒸发浓缩后的磷酸二氢锂浓缩液在反应釜中进行冷却，温度降至20～40摄氏度进行液固分离，得到磷酸二氢锂湿品和磷酸二氢锂母液；
14.(8)分离及洗涤：将步骤(7)得到的磷酸二氢锂料浆脱水，得到磷酸二氢锂粗产品，
再加入磷酸二氢锂饱和溶液洗涤，再次脱水，反复淋洗2～6次；
15.(9)干燥：对步骤(8)得到的磷酸二氢锂湿品在真空状态下干燥，烘干真空度为-0.03至-0.09mpa，烘干温度为105～130摄氏度，烘干时间为2～4小时。
16.优选地，所述步骤(8)中，向离心机加入磷酸二氢锂料浆时，离心机低速运行，控制放料速度，使磷酸二氢锂均匀添加，加满料后离心机高速运行，脱水，直至出水口处流水不呈流线状。
17.本发明提供了一种电池级磷酸二氢锂的制备方法。具备以下有益效果：将可溶性杂质及不可溶杂质均以物理提纯方法除去，所以母液中的可溶性杂质非常低，循环次数大大提高，避免处理母液时的反复结晶，降低了能耗和成本，同时缩短工艺流程，提高了回收率，产品质量更加稳定；可用来合成锂离子电池正极材料的磷酸铁锂，具有广阔的市场前景。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
19.图1本发明的工艺流程图；
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
21.实施例一
22.一种电池级磷酸二氢锂的制备方法，包括以下步骤：
23.(1)取85％磷酸(分析纯)835g，加入去离子水2839g即配成浓度为30％的磷酸溶液；
24.(2)将步骤(1)配好的磷酸溶液打入反应釜中，将265g高纯碳酸锂缓慢地加入其中搅拌；
25.(3)煮沸除co2：将步骤(2)反应得到的溶液在常压下煮沸30min，去除溶液中的co2；
26.(4)ph值的调节：待完全反应后在步骤(3)的混合液中加入质量浓度85％的磷酸将中和溶液调节ph值到2.5，得到磷酸二氢锂溶液；
27.(5)活性炭除杂：在步骤(4)得到的溶液中加入活性炭，吸附溶液中的有机物，从而达到除杂的目的；活性炭的用量为溶液量(体积)的1
‰
，时间为1小时，压滤清亮后，进入下一步；
28.(6)蒸发浓缩：利用蒸汽加热，将步骤(5)得到的溶液将进行蒸发浓缩，浓缩的温度控制在115摄氏度，得到磷酸二氢锂浓缩液；
29.(7)冷却结晶：在步骤(6)的蒸发浓缩后的磷酸二氢锂浓缩液在反应釜中进行冷却，温度降至40摄氏度进行液固分离，得到磷酸二氢锂湿品和磷酸二氢锂母液；
30.(8)分离及洗涤：将步骤(7)得到的磷酸二氢锂料浆脱水，得到磷酸二氢锂粗产品，再加入磷酸二氢锂饱和溶液洗涤，再次脱水，反复淋洗3次；
31.(9)干燥：对步骤(8)得到的磷酸二氢锂湿品在真空状态下干燥，烘干真空度为-0.03mpa，烘干温度为110摄氏度，烘干时间为3小时。
32.实施例二
33.一种电池级磷酸二氢锂的制备方法，包括以下步骤：
34.(1)取85％磷酸(分析纯)835g，加入去离子水585g即配成浓度为50％的磷酸溶液；
35.(2)将步骤(1)配好的磷酸溶液打入反应釜中，将265g高纯碳酸锂缓慢地加入其中搅拌；
36.(3)煮沸除co2：将步骤(2)反应得到的溶液在常压下煮沸30min，去除溶液中的co2；
37.(4)ph值的调节：待完全反应后在步骤(3)的混合液中加入质量浓度85％的磷酸将中和溶液调节ph值到1.5，得到磷酸二氢锂溶液；
38.(5)活性炭除杂：在步骤(4)得到的溶液中加入活性炭，吸附溶液中的有机物，从而达到除杂的目的；活性炭的用量为溶液量(体积)的3
‰
，时间为2小时，压滤清亮后，进入下一步；
39.(6)蒸发浓缩：利用蒸汽加热，将步骤(5)得到的溶液将进行蒸发浓缩，浓缩的温度控制在126摄氏度，得到磷酸二氢锂浓缩液；
40.(7)冷却结晶：在步骤(6)的蒸发浓缩后的磷酸二氢锂浓缩液在反应釜中进行冷却，温度降至40摄氏度进行液固分离，得到磷酸二氢锂湿品和磷酸二氢锂母液；
41.(8)分离及洗涤：将步骤(7)得到的磷酸二氢锂料浆脱水，得到磷酸二氢锂粗产品，再加入磷酸二氢锂饱和溶液洗涤，再次脱水，反复淋洗3次；
42.(9)干燥：对步骤(8)得到的磷酸二氢锂湿品在真空状态下干燥，烘干真空度为-0.06mpa，烘干温度为120摄氏度，烘干时间为1小时。
43.实施例三
44.一种电池级磷酸二氢锂的制备方法，包括以下步骤：
45.(1)取85％磷酸(分析纯)835g，加入去离子水585g即配成浓度为50％的磷酸溶液；
46.(2)将步骤(1)配好的磷酸溶液打入反应釜中，将265g高纯碳酸锂缓慢地加入其中搅拌；
47.(3)煮沸除co2：将步骤(2)反应得到的溶液在常压下煮沸30min，去除溶液中的co2；
48.(4)ph值的调节：待完全反应后在步骤(3)的混合液中加入质量浓度85％的磷酸将中和溶液调节ph值到3，得到磷酸二氢锂溶液；
49.(5)活性炭除杂：在步骤(4)得到的溶液中加入活性炭，吸附溶液中的有机物，从而达到除杂的目的；活性炭的用量为溶液量(体积)的3
‰
，时间为2小时，压滤清亮后，进入下一步；
50.(6)蒸发浓缩：利用蒸汽加热，将步骤(5)得到的溶液将进行蒸发浓缩，浓缩的温度控制在126摄氏度，得到磷酸二氢锂浓缩液；
51.(7)冷却结晶：在步骤(6)的蒸发浓缩后的磷酸二氢锂浓缩液在反应釜中进行冷却，温度降至40摄氏度进行液固分离，得到磷酸二氢锂湿品和磷酸二氢锂母液；
52.(8)分离及洗涤：将步骤(7)得到的磷酸二氢锂料浆脱水，得到磷酸二氢锂粗产品，
再加入磷酸二氢锂饱和溶液洗涤，再次脱水，反复淋洗3次；
53.(9)干燥：对步骤(8)得到的磷酸二氢锂湿品在真空状态下干燥，烘干真空度为-0.06mpa，烘干温度为120摄氏度，烘干时间为1小时。
54.对上述实施例1-3的产品进行质量统计分析，结果如下表：
55.表1
[0056][0057]
由上述实施例及产品成分分析结果可以看出本发明的制备电池级磷酸二氢锂的方法简单、操作容易、生产成本低，所得产品电池级磷酸二氢锂质量稳定，颗粒细、粒度均匀，颜色亮白，可用于制备锂电池正极材料。
[0058]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。