[发明专利]一种高纯硫化锂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高纯硫化锂的制备方法及应用，本发明利用氨基锂残次品与硫化氢进行反应制备硫化锂。由于氨基锂及其副产物与金属锂相比，更容易与硫化氢反应，利用氨基锂残次品与硫化氢反应，一方面加快了金属锂与硫化氢反应的进度，另一方面反应参与的少量锂氮化合物本身具有较高电子电导率，由此制备的硫化锂用作硫化物电解质能够达到增强其电子电导率的性能。而且对于氨基锂残次品的回收利用，也极大提高了经济效益。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种高纯硫化锂的制备方法及应用。

背景技术

硫化锂作为高能量、高安全性能的固态硫化物锂离子电池最重要组成部分，也是固态硫化物电解质的制备原料及高容量锂硫电池的正极材料，其生产工艺开发优化及商业化应用日益受到普遍的关注和重视。氨基锂主要是用于合成主要应用于有机合成和药物制造，工业上常用金属锂与氨气在高温条件下反应制备氨基锂，然而在生产过程控制不好很容易产生氢化锂，亚氨基锂，氮化锂等杂质，导致氨基锂纯度不高，产生残次品(主含量在80％-95％)。

传统制备硫化锂的方法主要有三种1、在高温条件下用碳还原硫酸锂；2、氢氧化锂与硫化氢在NMP中反应；3、金属锂与硫磺反应。其中方法1中固体与与固体反应，界面作用大，只能在固体表面进行反应，导致产品纯度低且含有大量杂质，方法2NMP在碱性条件下容易变质，回收利用困难。反应条件苛刻，生产水容易导致硫化锂变质，提纯困难，方法3锂和硫反应剧烈且容易爆炸，不容易控制且容易产生多硫化物。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高纯硫化锂的制备方法及应用，可以对氨基锂残次品进行回收同时制备高纯度硫化锂。

有鉴于此，本发明实施例提供一种高纯硫化锂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将氨基锂残次品进行球磨，直至D50保持在50微米以下得到氨基锂颗粒粉末；将所述氨基锂颗粒粉末置于带搅拌装置的反应炉中，将所述反应炉抽真空至真空度为-0.1mpa，升高所述反应炉温度至200-300℃，然后往所述反应炉通入硫化氢气体，使反应炉压力保持在0.1-0.15mpa，搅拌反应3-5小时；关闭硫化氢气体，将所述反应炉温度升高至400-430℃，保温0.5-1小时，保温结束后将反应炉抽真空至真空度为-0.1mpa；再次通入硫化氢气体，使所述反应炉压力保持在0.05-0.1mpa，升温至400-430℃反应3-5小时；将反应好的硫化锂进行球磨粉碎过筛，控制D50为10-50微米。

其中，所述将氨基锂残次品进行球磨包括：将氨基锂残次品放入氧化锆球磨罐，以500-600r/h转速进行球磨8-10小时。

其中，所述氨基锂残次品中氨基锂主含量大于80％。

为解决上述技术问题，本发明提供的还有一种技术方案是：提供一种上述制备方法制备的高纯硫化锂在电解质中的应用。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明利用氨基锂残次品与硫化氢进行反应制备硫化锂。由于氨基锂及其副产物与金属锂相比，更容易与硫化氢反应，利用氨基锂残次品与硫化氢反应，一方面加快了金属锂与硫化氢反应的进度，另一方面反应参与的少量锂氮化合物本身具有较高电子电导率，由此制备的硫化锂用作硫化物电解质能够达到增强其电子电导率的性能。而且对于氨基锂残次品的回收利用，也极大提高了经济效益。

附图说明

图1为所制备的高纯硫化锂(PI膜保护测试)XRD图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例详细介绍本发明的技术方案，但是以下只是本发明的具体实现方式，并不用以限定本发明的保护范围。

本发明提供一种高纯硫化锂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤一：将氨基锂残次品进行球磨，直至D50保持在50微米以下得到氨基锂颗粒粉末；