背景技術(shù)
近年來(lái)，隨著鋰離子電池行業(yè)飛速發(fā)展，使得其電解質(zhì)鋰鹽研究開發(fā)日益火熱，具有新結(jié)構(gòu)和功能的新鋰鹽不斷被報(bào)道，目前從性能、價(jià)格、工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合考慮，市場(chǎng)上最具代表性和發(fā)展前景的是二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)。其結(jié)合了四氟硼酸鋰(LiBF4)和雙草酸硼酸鋰(LiBOB)的優(yōu)勢(shì)，熱分解溫度高達(dá)240°C，對(duì)電極材料基本沒(méi)有腐蝕性，循環(huán)性能好，水分敏感性低，良好的高低溫性能，倍率性能和正負(fù)極相容性等優(yōu)點(diǎn)，各方面性能都優(yōu)于目前鋰離子電池所用的六氟磷酸鋰，未來(lái)可能取代其成為鋰電池電解質(zhì)主鹽。
而制備二氟草酸硼酸鋰的原料為草酸鋰，草酸鋰的純度和性能指標(biāo)影響著二氟草酸硼酸鋰的質(zhì)量，從而對(duì)二氟草酸硼酸鋰電解液體系的鋰離子電池容量、循環(huán)次數(shù)、安全性能都有著直接的影響。正因如此，生產(chǎn)出性能優(yōu)異的高純草酸鋰是非常有必要的，目前傳統(tǒng)的制備草酸鋰的方法主要是用碳酸鋰或者氫氧化鋰和草酸中和，生產(chǎn)的草酸鋰純度不高，工藝過(guò)程控制不易，不適用于規(guī)?；a(chǎn)，不能滿足生產(chǎn)二氟草酸硼酸鋰的需求。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有工藝技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高純草酸鋰的制備方法，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、可實(shí)施性強(qiáng)、安全環(huán)保、產(chǎn)品純度高、可規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高純草酸鋰的制備方法，以工業(yè)級(jí)氫氧化鋰為原料，包括以下步驟：
(1)工業(yè)級(jí)單水氫氧化鋰與純水按1:5質(zhì)量比在容器中溶解，攪拌至溶液澄清，得到工業(yè)級(jí)氫氧化鋰溶液；同時(shí)稱取與所述工業(yè)級(jí)單水氫氧化鋰中鋰元素摩爾比為1:2的草酸，與1-1.5倍草酸質(zhì)量的90-100°C純水在容器中攪拌溶解得到草酸溶液，再?gòu)牟菟崛芤褐腥?0%-20%緩慢加入工業(yè)級(jí)氫氧化鋰溶液中，攪拌至完全反應(yīng)，靜置10-30min，過(guò)濾除雜至溶液清亮，得到過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液。
(2)從步驟（1)剩余草酸溶液中取其20-30%加入反應(yīng)釜中，攪拌，然后緩慢加入步驟(1)所得過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液，至底部有少量白色沉淀生成，停止加過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液，使之充分反應(yīng);然后采用均相合成，將剩余過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液和剩余草酸溶液同時(shí)緩慢加入反應(yīng)釜中，添加過(guò)程中持續(xù)攪拌，溫度控制在50-80°C之間，加完后用氫氧化鋰或者草酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值到7.0-7.5，繼續(xù)攪拌10-30min。
(3)控制步驟(2)所得草酸鋰溶液溫度以5-15°C/h的速度降至常溫，靜置待白色沉淀草酸鋰全部沉入底部，可收集上層清液返回步驟(1)作為溶劑替代純水循環(huán)利用。
(4)用襯四氟離心機(jī)甩干步驟(3)所得草酸鋰，濕料在100-200℃烘干3-6h得高純草酸鋰成品。
所述的草酸為質(zhì)量含量299.9%的草酸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)和有益效果在于：
(1)本發(fā)明以工業(yè)級(jí)單水氫氧化鋰為原料，利用少量草酸先除雜除鈣，同時(shí)優(yōu)化了各項(xiàng)工藝控制參數(shù)，采用均相合成法制備草酸鋰，通過(guò)控制結(jié)晶溫度使產(chǎn)生的草酸鋰結(jié)晶顆粒較大且穩(wěn)定，從而保證了生產(chǎn)的草酸鋰產(chǎn)品純度高，反應(yīng)過(guò)程中的母液和洗液均可循環(huán)利用，從而大大降低了生產(chǎn)成本，提高了鋰的利用率。
(2)反應(yīng)在常規(guī)條件下進(jìn)行，能耗低，工藝流程簡(jiǎn)單，沒(méi)有對(duì)環(huán)境有害的氣體和廢渣產(chǎn)生，適合于規(guī)模化連續(xù)生產(chǎn)。
(3)原料廉價(jià)易得，生產(chǎn)的產(chǎn)品純度高，雜質(zhì)元素含量低，整個(gè)過(guò)程元素利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量滿足制備鋰離子電池二氟草酸硼酸鋰電解質(zhì)的要求。
具體實(shí)施方式
一種高純草酸鋰的制備方法，步驟如下：
(1)將300kg工業(yè)級(jí)單水氫氧化鋰加入到1500L純水中，在塑料容器中溶解，攪拌至溶液澄清，得到工業(yè)級(jí)氫氧化鋰溶液。稱取與鋰元素摩爾比1:2的草酸(質(zhì)量含量299.9%)450kg，用450L溫度90°C的純水在搪瓷容器中攪拌溶解得到草酸溶液，取90kg草酸溶液緩慢加入工業(yè)級(jí)氫氧化鋰溶液中，攪拌至完全反應(yīng)，靜置10min，過(guò)濾除雜至溶液清亮，得到過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液。
(2)從步驟（1)剩余草酸溶液中取162kg加入反應(yīng)釜中，攪拌，然后緩慢加入步驟(1)所得過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液，至底部有少量白色沉淀生成，停止加過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液，使之充分反應(yīng);然后采用均相合成，將剩余過(guò)濾好的氫氧化鋰溶液和剩余草酸溶液同時(shí)緩慢加入反應(yīng)釜中，添加過(guò)程中持續(xù)攪拌，溫度控制在50°C左右，加完后用氫氧化鋰或者草酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值為7.0，繼續(xù)攪拌10min。
(3)控制步驟(2)所得草酸鋰溶液溫度以5°C/h的速度水浴降至常溫，靜置待白色沉淀草酸鋰全部沉入底部，收集上層清液返回步驟（1)作為溶劑替代純水在下次反應(yīng)中循環(huán)利用。
(4)用襯四氟離心機(jī)甩干步驟(3)所得草酸鋰，濕料在100tC烘干6h得高純草酸鋰成品203kg。