[發明專利]一種用于磷酸鐵鋰材料生產的電池級草酸亞鐵制造方法

有效

• 申請號: 201110111059.4
• 申請日: 2011-04-30
• 公開（公告）號: CN102225890A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 常開軍
• 申請（專利權）人: 湖北浩元材料科技有限公司
• 主分類號: C07C55/07
• 分類號: C07C55/07;C07C51/41;H01M4/139
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及一種用于磷酸鐵鋰材料生產的電池級草酸亞鐵制造方法，特別是一種利用廢鐵或副產鐵泥、鐵渣和副產酸或回收酸采用特殊生產工藝制備用于磷酸鐵鋰材料生產電池級草酸亞鐵制造的方法。。

背景技術

傳統工藝制備草酸亞鐵一般是直接用硫酸亞鐵或氯化亞鐵或硝酸亞鐵直接加入草酸鹽或草酸制備。其硫酸根、鉀、鈉、銨等雜質及重金屬雜質（Co、Ni、Pb等）含量較高，而這些雜質會直接影響或降低磷酸鐵鋰電池的電池容量、倍率放電等性能。理論上，這些雜質是越低越好。傳統工藝合成的草酸亞鐵中硫酸根、鉀、鈉等含量可達500～5000ppm左右，重金屬雜質（Fe、Co、Ni、Pb、Cd、Cr等）含量達100ppm左右或更高，即使是試劑級的草酸亞鐵，其硫酸根、鉀、鈉等含量也在500ppm左右。用一般除雜劑，即使可將硫酸根、鉀、鈉等含量及重金屬雜質（Co、Ni、Pb等）含量降低，但制備的磷酸鐵產品純度仍然不高，且微觀結構不具有適用電池材料的優良電化學性能。形貌上也為不規則狀，振比較低，很難達到0.9G/CM3以上的要求，往往產品中還會引入更多的雜質元素。由此合成的LFP克容量偏低，倍率放電性能差，產品質量是達不到磷酸鐵鋰要求的電池級草酸亞鐵產品要求的，因而也就不能滿足LFP電池生產原料要求。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種用于磷酸鐵鋰材料生產的電池級草酸亞鐵制造方法，該方法能克服傳統草酸亞鐵制備方法的不足，能顯著降低傳統工藝合成的草酸亞鐵中硫酸根、鉀、鈉等含量及重金屬雜質（Co、Ni、Pb等）含量，使草酸亞鐵產品平均主含量達99.5%以上，S≤50ppm、Na≤30ppm、Pb、?Cd、Cr等重金屬≤10ppm。，Cu、Ca、Mg，Ni≤50ppm，Mn≤200ppm?粒度分布在一個較窄的范圍內，其中D50穩定在3個微米左右，形貌為薄片狀或尖冰狀，振比均在0.97以上，外觀呈光澤性金黃色，具有高度的分散性和流動性。

本發明的目的是這樣實現的：一種用于磷酸鐵鋰材料生產的電池級草酸亞鐵制造方法，

將鐵源用酸在30℃～120℃下溶解，待溶液pH值穩定在2.0～4.5后，趁熱在大于10Kg壓力下通過板框過濾，濾液泵入到反應器中后調鐵鹽溶液波美度為5～30°Be′，鐵鹽溶液溫度保持在30～120℃，攪拌速度為50～100r/min的條件下將質量百分比濃度為10～30%、溫度為35～80℃的草酸或草酸鹽溶液緩慢注放到鐵鹽溶液中，保溫反應30～120分鐘，離心或抽濾，濾餅經純水洗滌后在70～100℃下干燥2～6小時，得到粒度均勻的電池級草酸亞鐵成品。

鐵源為單質鐵、鐵的鹽類物質、鐵的氧化物、有機鐵一種或多種任意比例的組合，鐵源的濃度為任意值。

鐵的鹽類物質為氯化亞鐵，氯化高鐵，硫酸亞鐵，硫酸高鐵，硝酸鐵，硝酸高鐵中的一種或多種的任意比例組合。

鐵的氧化物為一氧化鐵，三氧化二鐵、二價鐵氧化物或三價鐵的氧化物一種或任意比例的組合。

單質鐵為鐵片、鐵屑、鐵板或鐵渣。

有機鐵為乳酸鐵、檸檬酸鐵。

酸為鹽酸、硫酸、硝酸一種或多種酸的任意比例組合。

草酸為工業品或回收副產的草酸。

草酸鹽為草酸銨、草酸鈉的一種或任意比例的組合。

所使用的酸類物質、草酸、草酸鹽為任意技術規格或含量。

由于采用本發明所述的草酸亞鐵制造方法，所以能克服傳統草酸亞鐵制備方法的不足，能顯著降低傳統工藝合成的草酸亞鐵中硫酸根、鉀、鈉等含量及重金屬雜質（Co、Ni、Pb等）含量，使草酸亞鐵產品平均主含量達99.5%以上，S≤50ppm、Na≤30ppm、?Pb、?Cd、Cr等重金屬≤10ppm。，Cu、Ca、Mg，Ni≤50ppm，Mn≤200ppm?粒度分布在一個較窄的范圍內，其中D50穩定在3個微米左右，形貌為薄片狀或尖冰狀，振比均在0.97以上，外觀呈光澤性金黃色，具有高度的分散性和流動性，產品質量能達到磷酸鐵鋰要求的電池級草酸亞鐵產品要求的，因而也就能滿足LFP電池生產原料要求。

附圖說明

圖1是本發明實施例1生產的成品電池級草酸亞鐵的SEM（掃描電鏡）圖。

圖2是本發明實施例1生產的成品電池級草酸亞鐵的激光粒度分布圖。

圖3是本發明實施例2生產的成品電池級草酸亞鐵的SEM（掃描電鏡）圖。

圖4是本發明實施例2生產的成品電池級草酸亞鐵的激光粒度分布圖。

圖5是本發明實施例3生產的成品電池級草酸亞鐵的SEM（掃描電鏡）圖。