[发明专利]一种用于磷酸铁锂材料生产的电池级草酸亚铁制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于磷酸铁锂材料生产的电池级草酸亚铁制造方法，特别是一种利用废铁或副产铁泥、铁渣和副产酸或回收酸采用特殊生产工艺制备用于磷酸铁锂材料生产电池级草酸亚铁制造的方法。。

背景技术

传统工艺制备草酸亚铁一般是直接用硫酸亚铁或氯化亚铁或硝酸亚铁直接加入草酸盐或草酸制备。其硫酸根、钾、钠、铵等杂质及重金属杂质（Co、Ni、Pb等）含量较高，而这些杂质会直接影响或降低磷酸铁锂电池的电池容量、倍率放电等性能。理论上，这些杂质是越低越好。传统工艺合成的草酸亚铁中硫酸根、钾、钠等含量可达500～5000ppm左右，重金属杂质（Fe、Co、Ni、Pb、Cd、Cr等）含量达100ppm左右或更高，即使是试剂级的草酸亚铁，其硫酸根、钾、钠等含量也在500ppm左右。用一般除杂剂，即使可将硫酸根、钾、钠等含量及重金属杂质（Co、Ni、Pb等）含量降低，但制备的磷酸铁产品纯度仍然不高，且微观结构不具有适用电池材料的优良电化学性能。形貌上也为不规则状，振比较低，很难达到0.9G/CM3以上的要求，往往产品中还会引入更多的杂质元素。由此合成的LFP克容量偏低，倍率放电性能差，产品质量是达不到磷酸铁锂要求的电池级草酸亚铁产品要求的，因而也就不能满足LFP电池生产原料要求。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种用于磷酸铁锂材料生产的电池级草酸亚铁制造方法，该方法能克服传统草酸亚铁制备方法的不足，能显著降低传统工艺合成的草酸亚铁中硫酸根、钾、钠等含量及重金属杂质（Co、Ni、Pb等）含量，使草酸亚铁产品平均主含量达99.5%以上，S≤50ppm、Na≤30ppm、Pb、 Cd、Cr等重金属≤10ppm。，Cu、Ca、Mg，Ni≤50ppm，Mn≤200ppm 粒度分布在一个较窄的范围内，其中D50稳定在3个微米左右，形貌为薄片状或尖冰状，振比均在0.97以上，外观呈光泽性金黄色，具有高度的分散性和流动性。

本发明的目的是这样实现的：一种用于磷酸铁锂材料生产的电池级草酸亚铁制造方法，

将铁源用酸在30℃～120℃下溶解，待溶液pH值稳定在2.0～4.5后，趁热在大于10Kg压力下通过板框过滤，滤液泵入到反应器中后调铁盐溶液波美度为5～30°Be′，铁盐溶液温度保持在30～120℃，搅拌速度为50～100r/min的条件下将质量百分比浓度为10～30%、温度为35～80℃的草酸或草酸盐溶液缓慢注放到铁盐溶液中，保温反应30～120分钟，离心或抽滤，滤饼经纯水洗涤后在70～100℃下干燥2～6小时，得到粒度均匀的电池级草酸亚铁成品。

铁源为单质铁、铁的盐类物质、铁的氧化物、有机铁一种或多种任意比例的组合，铁源的浓度为任意值。

铁的盐类物质为氯化亚铁，氯化高铁，硫酸亚铁，硫酸高铁，硝酸铁，硝酸高铁中的一种或多种的任意比例组合。

铁的氧化物为一氧化铁，三氧化二铁、二价铁氧化物或三价铁的氧化物一种或任意比例的组合。

单质铁为铁片、铁屑、铁板或铁渣。

有机铁为乳酸铁、柠檬酸铁。

酸为盐酸、硫酸、硝酸一种或多种酸的任意比例组合。

草酸为工业品或回收副产的草酸。

草酸盐为草酸铵、草酸钠的一种或任意比例的组合。

所使用的酸类物质、草酸、草酸盐为任意技术规格或含量。

由于采用本发明所述的草酸亚铁制造方法，所以能克服传统草酸亚铁制备方法的不足，能显著降低传统工艺合成的草酸亚铁中硫酸根、钾、钠等含量及重金属杂质（Co、Ni、Pb等）含量，使草酸亚铁产品平均主含量达99.5%以上，S≤50ppm、Na≤30ppm、 Pb、 Cd、Cr等重金属≤10ppm。，Cu、Ca、Mg，Ni≤50ppm，Mn≤200ppm 粒度分布在一个较窄的范围内，其中D50稳定在3个微米左右，形貌为薄片状或尖冰状，振比均在0.97以上，外观呈光泽性金黄色，具有高度的分散性和流动性，产品质量能达到磷酸铁锂要求的电池级草酸亚铁产品要求的，因而也就能满足LFP电池生产原料要求。

附图说明

图1是本发明实施例1生产的成品电池级草酸亚铁的SEM（扫描电镜）图。

图2是本发明实施例1生产的成品电池级草酸亚铁的激光粒度分布图。

图3是本发明实施例2生产的成品电池级草酸亚铁的SEM（扫描电镜）图。

图4是本发明实施例2生产的成品电池级草酸亚铁的激光粒度分布图。

图5是本发明实施例3生产的成品电池级草酸亚铁的SEM（扫描电镜）图。