[发明专利]一种生产六氟磷酸锂用的高纯度氟化锂的制备方法

说明书

本发明涉及氟化锂的制备方法，公开了一种生产六氟磷酸锂用的高纯度氟化锂的制备方法，该方法包含以下步骤：1）将高纯碳酸锂或氢氧化锂加入氢氟酸溶液中反应，析出氟化锂，得到氟化锂悬浊液；2）将氟化锂悬浊液注入结晶釜，结晶釜升温至60‑80℃；3）再将结晶釜降温至10‑20℃；4）重复步骤2）和3）1‑5次后，过滤得到氟化锂微晶；5）用去离子水洗涤氟化锂微晶，干燥后即得高纯度氟化锂。本发明采用动态结晶原理纯化氟化锂，工艺简单，控制方便，成本较低，产品纯度能够达到99.99%以上，颗粒较小且粒径分布均匀，使用效果好，是一种适于生产六氟磷酸锂用的高纯度氟化锂。

技术领域

本发明涉及氟化锂的制备方法，尤其涉及一种生产六氟磷酸锂用的高纯度氟化锂的制备方法。

背景技术

六氟磷酸锂是目前锂离子电池中最常用的电解质，综合性能优良，目前六氟磷酸锂的工业化生产中，如何得到高纯度的六氟磷酸锂是关键问题，如果六氟磷酸锂的纯度不达标，将导致电池内阻增大，电池容量衰减快，循环寿命缩短，甚至影响电池的安全性。由于六氟磷酸锂的提纯非常困难，因此制备六氟磷酸锂的原料——氟化锂的纯度就显得至关重要了。

申请号为201510714659.8的中国专利公开了一种超高活性氟化锂的纯化方法，通过球磨除去枝状晶和干燥释放两次除杂，在高低比表面积相互转换间，达到微观结构的改变，但是该方法需要额外使用大量氢氟酸溶液，并且球磨机器腐蚀严重，增加了成本，且不利于环保。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生产六氟磷酸锂用的高纯度氟化锂的制备方法，采用动态结晶原理纯化氟化锂，工艺简单，控制方便，产品纯度高，是一种适于生产六氟磷酸锂用的高纯度氟化锂。

本发明的具体技术方案为：该方法包含以下步骤：

1）将高纯碳酸锂或氢氧化锂加入氢氟酸溶液中反应，析出氟化锂，得到氟化锂悬浊液；

2）将氟化锂悬浊液注入结晶釜，结晶釜升温至60-80℃；

3）再将结晶釜降温至10-20℃；

4）重复步骤2）和3）1-5次后，过滤得到氟化锂微晶；

5）用去离子水洗涤氟化锂微晶，干燥后即得高纯度氟化锂。

碳酸锂或氢氧化锂与氢氟酸溶液反应后，会快速析出氟化锂沉淀，但是该沉淀中会含有许多杂质，包括原料或生产设备中带来的Fe、Ca、Zn、Mg、Cr等元素与HF反应后生成的金属氟化物，还包括与氟化锂形成复合物的HF，升温以后，原本的氟化锂沉淀表面会再次溶解，由于杂质与氟化锂在氢氟酸溶液中的溶解度不同，因此在逐步升温的过程中，杂质与氟化锂不会同时溶解，有效的将杂质与氟化锂分离开来，再次降温以后，氟化锂会优先在未完全溶解晶粒表面析出，多次重复此过程，就能得到纯度更到的氟化锂颗粒。

作为优选，所述步骤1）中氢氟酸溶液的浓度为10-30wt%。

作为优选，所述步骤1）中高纯碳酸锂或氢氧化锂与氢氟酸溶液的料液比为1:1.3-1.5。

HF的比例若太高，会和氟化锂形成大量复合物，增加了损耗，若比例太低，则氟化锂和杂质的溶解度不够，不利于纯化，在本发明的范围内，在保证氟化锂得率较高的同时，也能有较好的溶解度。

作为优选，所述步骤2）中升温速率为2-5℃/min，升温过程需机械搅拌。

升温时，搅拌可以促进颗粒溶解和扩散，防止析出时杂质再次析出在颗粒表面。

作为优选，所述步骤2）中升温后需保温1-2h。

作为优选，所述步骤3）中降温速率为0.1-2℃/min，降温过程需机械搅拌。

搅拌可以削弱工业放大效应带来的传质传热不稳定因素，可以得到粒径均匀的颗粒。