[發明專利]一種電池用納米級碳酸鋰的制備方法

有效

• 申請號: 200610167385.6
• 申請日: 2006-12-31
• 公開（公告）號: CN101209846A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 杜楠;周貴樹
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;魏振華

技術領域

本發明是關于一種碳酸鋰的制備方法，尤其是關于一種電池用納米級碳酸鋰的制備方法。

背景技術

碳酸鋰在工業生產中應用廣泛，通常被用作獲得金屬鋰及其同位素和各種精細鋰鹽、特種玻璃、陶瓷和搪瓷、電子元器件和光化學器件的基礎原料，還在醫療中用于治療抑郁癥等疾病。近來又發現，將碳酸鋰作為電解液的添加劑加入到電池中，可以提高電池的成膜性能，從而改善電池的循環性能和低溫放電性能。

將碳酸鋰添加到電解液中用以提高電池性能的方法要求碳酸鋰至少要滿足兩方面的要求：①碳酸鋰要有一定的純度，其所含的雜質不能對電池的性能造成負面的影響；②碳酸鋰的粒度要盡可能的小，應達到納米級以上。

CN?1267636A公開了一種高純碳酸鋰的制備方法，該方法包括將鋰精礦在1050-1350℃下進行轉型焙燒25-50分鐘得到焙料；將球磨后的細粉焙料與硫酸以料酸比22-25∶6的比例混合均勻，然后在265-305℃下密閉焙燒25-50分鐘，得到酸熟料；將酸熟料與水以液固比1.8-2.5∶1在低于50℃下在pH值為5.5-6.0條件下浸取30-40分鐘，然后過濾得到浸出液；將浸出液升溫至70-80℃，用NaOH調節pH值達9.0-10.0，晶化15分鐘后過濾，根據濾液中的Ca²⁺、Pb²⁺濃度，加入碳酸鈉溶液與硫化氨溶液，反應30-40分鐘，除去Ca²⁺、Pb²⁺后過濾，得到凈化液，將凈化液濃縮至60克/升，得到濃縮凈化液；在濃縮凈化液中加入濃度為300克/升的碳酸鈉溶液，并加入絡合劑EDTA以除去Ca²⁺、Pb²⁺雜質離子，選用反加法的加料設備，攪拌速度為80-150轉/分鐘，加料時間為60-90分鐘，邊加料邊攪拌，攪拌均勻，反應30-60分鐘后，離心分離得到碳酸鋰的粗品，該粗品再次與水混合、離心分離，得到的固體在90-100℃下烘干，得到精碳酸鋰，將該精碳酸鋰用凈化干燥的壓縮空氣進入氣流粉碎加工，得到粒徑不超過10微米的碳酸鋰粒子。盡管由該方法得到的碳酸鋰的純度能夠滿足電池的要求，但顯然該方法非常繁瑣、生產工藝太復雜，而且得到的碳酸鋰粒子為微米級，粒度仍然不能滿足電池電解液的要求。

米澤華在“碳酸鋰微粉的制備方法探討”(新疆有色金屬第4期第22-24頁)一文中綜述了現有技術中獲得細粒度碳酸鋰的方法，主要包括機械粉碎法、固相法、混相法、液相法(沉淀法)和氣相法，其中機械粉碎法又包括超聲波處理法、高能球磨法和氣流粉碎法；所述混相法為氣-液混相法，該方法包括控制適當條件，在鼓泡塔中將二氧化碳氣體通入到氫氧化鋰溶液中得到微粉碳酸鋰，其中指出氫氧化鋰的起始濃度越低，得到的碳酸鋰產品的粒徑越小，但動力消耗增加，設備產能降低，需要綜合考慮以上因素來確定氫氧化鋰濃度，但并未給出具體的氫氧化鋰濃度。還指出二氧化碳濃度越高，越有利于提高生產率和有利于超細產品的生成；反應溫度越低，越有利于碳酸鋰晶形的控制，但溫度太低，氫氧化鋰的粘度越大，對粒度的控制也不利，并指出在90℃以上可以獲得粒度50微米的碳酸鋰粉末，螯合劑、分散劑和晶形控制劑等可以控制產品的粒度和晶形。同時指出，由于碳酸鋰需要較高的純度，引入的添加劑不能帶來雜質，因此添加劑的選擇較為困難。該文獻并未給出制備碳酸鋰微粉的具體條件，而且制得的碳酸鋰一般都是微米級的碳酸鋰，粒度仍然不能滿足電池電解液的需要。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的碳酸鋰制備方法制得的碳酸鋰不能用于電池電解液中的缺點，提供一種能夠制備出適合用于電池電解液中的碳酸鋰的制備方法。

本發明提供的電池用納米級碳酸鋰的制備方法包括在水溶液中，使鋰離子與碳酸根離子接觸反應，其中，所述接觸反應在分散劑存在下進行，所述分散劑為帶有羧酸酯基和/或磺酸酯基的水溶性陰離子表面活性劑和/或有機胺。