背景技術(shù)
磷酸鋰是構(gòu)成制作鋰離子電池所需磷酸亞鐵鋰的基本元素,也是生產(chǎn)彩色熒光粉紅粉(以下簡稱紅粉)的必要原料之一。
國際上,磷酸鋰在紅粉上的應(yīng)用是比較早的,也是較為普遍的。磷酸鋰與碳酸鋰在紅粉生產(chǎn)中是作為助熔劑加入,其混合后作用是改變紅粉的粒度、亮度和色度,使之符合彩色顯像管涂屏的要求。彩色顯像管是彩色電視機(jī)的核心部件,但是隨著科技的不斷進(jìn)步,顯像管電視機(jī)已被邊緣化,使得磷酸鋰在彩粉方面的用量大幅下降。但是近幾年隨著鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)展,磷酸鋰在制作磷酸亞鐵鋰方面又有了新的使用領(lǐng)域,即用磷酸鋰與亞鐵鹽生產(chǎn)用于鋰離子蓄電池正極材料的磷酸亞鐵鋰。
近十年以來鈷酸鋰一直作為鋰離子蓄電池正極材料的首選,雖然性能優(yōu)良,但價(jià)格昂貴,隨著移動(dòng)通訊電子設(shè)備和電動(dòng)汽車的飛速發(fā)展,對(duì)鋰離子蓄電池在高循環(huán)性能、高比能量方面提出了新的要求,因此以新能源和新材料技術(shù)為背景的鋰離子蓄電池正極材料的研究也在不斷開拓新的方向,尋求能夠代替鈷酸鋰的低成本、高比能量、環(huán)境友好、長壽命的新型正極材料。
生產(chǎn)過程
(1)1.8M3不銹鋼反應(yīng)塔中加入純水1400L,開啟二氧化碳,壓力控制在0.2Mpa,加入工業(yè)級(jí)碳酸鋰60Kg,然后加入0.12Kg草酸和0.29Kg氫氧化鋇,繼續(xù)通入二氧化碳至溶液的pH為9,再將獲得的溶液用聚丙烯板框壓濾機(jī)過濾,收集碳酸氫鋰溶液;
(2)在5M3不銹鋼反應(yīng)釜中,加入步驟(1)的碳酸氫鋰溶液4000L,攪拌下加入食品級(jí)磷酸186Kg,至溶液pH=6左右,加熱到70℃攪拌30分鐘,用重量濃度為25%的氨水調(diào)節(jié)溶液pH=8,然后在95℃進(jìn)行固液分離,分離時(shí)間不低于30分鐘,獲得磷酸鋰濕料182.66Kg,水分的重量含量為5.5%;
(3)將所述磷酸鋰濕料加入3M3不銹鋼真空干燥機(jī)中進(jìn)行真空干燥,最終干燥溫度為135℃,干燥機(jī)內(nèi)部壓力為-0.09Mpa,冷卻至35℃,獲得磷酸鋰172.61)Kg,工藝過程總收率達(dá)到97%以上。
采用國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè),磷酸鋰純度高達(dá)99.9%或以上,產(chǎn)品中雜質(zhì)雜質(zhì)鈉(Na)、鈣(Ca)、鐵(Fe)、鉀(K)、鉛(Pb)、氯根(Cl-)含量低至10PPm或以下,硫酸根(SO4 2-)含量低至20PPm或以下。因此本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠生產(chǎn)高收率,高純度,較低成本的磷酸鋰。