[發明專利]氟化鋰制備方法

無效

• 申請號: 200910196437.6
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN102030344A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 米澤華;付文寶
• 申請（專利權）人: 上海中鋰實業有限公司
• 主分類號: C01D15/04
• 分類號: C01D15/04
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司 31128
• 代理人: 葉克英

技術領域

本發明涉及氟化鋰的制備工藝。

背景技術

氟化鋰可用于搪瓷、玻璃、陶瓷工業作助熔劑，也在釬接焊助熔和熔鹽化學中作助熔劑，另外，也在宇宙飛船中作為受熱器原料貯存太陽輻射熱能。近幾年隨著鋰電池技術的不斷發展，鋰離子電池以其比能量高、功率密度高、循環壽命長、自放電小、性能價格比高等優點已經成為當今便攜式電子產品的可再充式電源在主要選擇對象。與此同時，為緩解環境壓力，世界各國競相開發電池和機械動力并用的混合電動汽車(HEV)，據日美歐的市場預測，2010年后車用電池將以鋰離子電池為主。鋰離子電池能否實現商業化將主要取決于性能和價格。

鋰離子電池是指使用能吸入或解吸鋰離子的碳素材料作為負極活性物質；使用能吸入或解吸鋰離子并含有鋰離子的金屬氧化物作為正極活性物質，基于以上進行化學反應的原理而制成的使用有機溶液作為電解液的可充電電池。電池充放電時，在正負極反復吸入或解吸的是鋰離子(Li+)，故而稱之為鋰離子電池。它主要由正極、負極、隔膜、電解液等組成。其中作為正極材料正極活性物質主要有鈷酸鋰、鈷酸鎳、錳酸鋰、鐵酸鋰、磷酸亞鐵鋰等。作為負極材料負極活性物質主要是石墨，還有硬炭、軟炭等。而電解液實際是液體電解質，在其中加入單體，聚合后可以制成固體電解質即成所謂聚合物電解質，從而可以制造出所謂全固體的聚合物鋰離子電池，其更小巧、安全、易加工任意形狀，被稱之為第二代鋰離子電池。電解液是由電解質鹽溶解在混合有機溶劑中制成，電解質鹽有無機鹽和有機鹽，無機鹽有高氯酸鋰(僅在一次性鋰離子電池中使用)、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰和六氟磷酸鋰，有機鹽有三氟甲基磺酸鋰、二，三氟甲基磺酸氨基鋰等。其中四氟硼酸鋰和六氟磷酸鋰最為常用。而氟化鋰作為生產四氟硼酸鋰的主要原料，隨著鋰離子電池產量的不斷增大其需求量也在不斷增大。

鋰離子二次電池沒有直接采用金屬鋰或鋰合金作負極，而是采用能使鋰離子嵌入和脫嵌的碳材料作負極。為了便于區別，故把這種電池叫做鋰離子蓄電池，也稱為鋰離子二次電池。它保持了鋰電池具有的高比能量、長循環壽命等優點。所以鋰離子二次電池一直是人們研究的熱點。鋰離子二次電池的應用市場不斷擴大，它在民用小電器中的應用比例不斷增加，可以預測這種電池市場的銷售額將超過其他電池，有可能占主導地位。

隨著微電子技術的進步和大量問世的可移動電子設備的發展，如手機、攝像機以及近年來出現的電動汽車等，都要求有高能量、體積小、性能可靠的電源做動力，特別是對能量在100～150Wh/kg(能量密度在250～300Wh/L)的電池的需要越來越迫切，這種需求為二次鋰電池的研制開發提供了切實的動力。如果說上世紀七十年代末二次鋰電池僅是實驗室的產物，那么短短二十年以后，以金屬為負極的電池得到了迅速發展。從用于計算機存儲保護的Li/MnO₂電池的商品化以及有軍事和民用潛力以碳插入化合物為負極，以LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄為正極的鋰離子二次電池和對電導率接近液體電解質的固體電解質的研制開發，二次鋰電池的各個技術環節都有了長足的進展。到本世紀初，鋰離子電池與Ni/Cd、Ni/MeH電池形成三足鼎立的局面。近十幾年來，世界各國政府都投入大量的人力、物力，投身到這場技術競爭中。此外，氟化鋰是生產四氟硼酸鋰的主要原料。

通常，氟化鋰是用如下方法制備的：將氫氟酸加入到碳酸鋰和水的懸濁液中直接反應得到氟化鋰。該方法的主要缺陷為：碳酸鋰原料未經處理，其雜質含量直接決定了產品的品質。反應不完全，由于是固液反應，而反應產出的產物氟化鋰也是固體，即使保證較高的酸度，在碳酸鋰表面覆蓋了氟化鋰后，氟化反應就不可能進行完全，因此用該方法得到的氟化鋰產品中都包雜有一定量的碳酸鋰。產品粒度較細，固液分離不完全，可溶性雜志帶入較多，干燥時產品結團現象較為嚴重，從而影響篩分工藝。需用較多氨水等堿性物質調節PH，增加了產品成本，同時引入相關雜質。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氟化鋰制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明的方法，包括如下步驟：

(1)將二氧化碳通入水中，然后加入原料碳酸鋰，獲得碳酸氫鋰溶液，再加入沉淀劑，使所述溶液中的鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫酸根(SO₄^2-)等雜質形成沉淀，通入二氧化碳至溶液的pH為8～9，過濾，收集碳酸氫鋰溶液；

原料碳酸鋰在水中的重量含量為4.0～4.2％。