[發明專利]一種高純硫化鋰的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110697110.8
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113415812B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 劉延成
• 申請（專利權）人: 高能時代（珠海）新能源科技有限公司
• 主分類號: C01D15/00
• 分類號: C01D15/00;H01M10/0563
• 代理公司: 佛山卓就專利代理事務所(普通合伙) 44490
• 代理人: 陳雪梅

本發明公開了一種高純硫化鋰的制備方法及應用，本發明利用氨基鋰殘次品與硫化氫進行反應制備硫化鋰。由于氨基鋰及其副產物與金屬鋰相比，更容易與硫化氫反應，利用氨基鋰殘次品與硫化氫反應，一方面加快了金屬鋰與硫化氫反應的進度，另一方面反應參與的少量鋰氮化合物本身具有較高電子電導率，由此制備的硫化鋰用作硫化物電解質能夠達到增強其電子電導率的性能。而且對于氨基鋰殘次品的回收利用，也極大提高了經濟效益。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體涉及一種高純硫化鋰的制備方法及應用。

背景技術

硫化鋰作為高能量、高安全性能的固態硫化物鋰離子電池最重要組成部分，也是固態硫化物電解質的制備原料及高容量鋰硫電池的正極材料，其生產工藝開發優化及商業化應用日益受到普遍的關注和重視。氨基鋰主要是用于合成主要應用于有機合成和藥物制造，工業上常用金屬鋰與氨氣在高溫條件下反應制備氨基鋰，然而在生產過程控制不好很容易產生氫化鋰，亞氨基鋰，氮化鋰等雜質，導致氨基鋰純度不高，產生殘次品(主含量在80％-95％)。

傳統制備硫化鋰的方法主要有三種1、在高溫條件下用碳還原硫酸鋰；2、氫氧化鋰與硫化氫在NMP中反應；3、金屬鋰與硫磺反應。其中方法1中固體與與固體反應，界面作用大，只能在固體表面進行反應，導致產品純度低且含有大量雜質，方法2NMP在堿性條件下容易變質，回收利用困難。反應條件苛刻，生產水容易導致硫化鋰變質，提純困難，方法3鋰和硫反應劇烈且容易爆炸，不容易控制且容易產生多硫化物。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種高純硫化鋰的制備方法及應用，可以對氨基鋰殘次品進行回收同時制備高純度硫化鋰。

有鑒于此，本發明實施例提供一種高純硫化鋰的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將氨基鋰殘次品進行球磨，直至D50保持在50微米以下得到氨基鋰顆粒粉末；將所述氨基鋰顆粒粉末置于帶攪拌裝置的反應爐中，將所述反應爐抽真空至真空度為-0.1mpa，升高所述反應爐溫度至200-300℃，然后往所述反應爐通入硫化氫氣體，使反應爐壓力保持在0.1-0.15mpa，攪拌反應3-5小時；關閉硫化氫氣體，將所述反應爐溫度升高至400-430℃，保溫0.5-1小時，保溫結束后將反應爐抽真空至真空度為-0.1mpa；再次通入硫化氫氣體，使所述反應爐壓力保持在0.05-0.1mpa，升溫至400-430℃反應3-5小時；將反應好的硫化鋰進行球磨粉碎過篩，控制D50為10-50微米。

其中，所述將氨基鋰殘次品進行球磨包括：將氨基鋰殘次品放入氧化鋯球磨罐，以500-600r/h轉速進行球磨8-10小時。

其中，所述氨基鋰殘次品中氨基鋰主含量大于80％。

為解決上述技術問題，本發明提供的還有一種技術方案是：提供一種上述制備方法制備的高純硫化鋰在電解質中的應用。

本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明利用氨基鋰殘次品與硫化氫進行反應制備硫化鋰。由于氨基鋰及其副產物與金屬鋰相比，更容易與硫化氫反應，利用氨基鋰殘次品與硫化氫反應，一方面加快了金屬鋰與硫化氫反應的進度，另一方面反應參與的少量鋰氮化合物本身具有較高電子電導率，由此制備的硫化鋰用作硫化物電解質能夠達到增強其電子電導率的性能。而且對于氨基鋰殘次品的回收利用，也極大提高了經濟效益。

附圖說明

圖1為所制備的高純硫化鋰(PI膜保護測試)XRD圖。

具體實施方式

以下將結合具體實施例詳細介紹本發明的技術方案，但是以下只是本發明的具體實現方式，并不用以限定本發明的保護范圍。

本發明提供一種高純硫化鋰的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

步驟一：將氨基鋰殘次品進行球磨，直至D50保持在50微米以下得到氨基鋰顆粒粉末；