專利名稱：一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于鋰電池電解液的電解質(zhì)制備技術領域，具體涉及一種無水高氯酸 鋰的生產(chǎn)方法。
背景技術：
鋰電池是上個世紀90年代興起的一種新型電池，其中包括鋰一次電池和鋰二次 電池。高氯酸鋰主要應用于鋰一次電池的電解質(zhì)。鋰一次電池電壓高、負極材料活潑，必須 用非水電解液，而一般有機溶劑的導電性有限，必須將具有較高電導率的鋰鹽溶于有機溶 劑中，才能滿足鋰電池的要求。無水高氯酸鋰由于具有較高的電導率，因此能滿足鋰電池的 要求，同時其含水量是質(zhì)量保證的關鍵。目前高氯酸鋰的制備有三種方法a)中和法，用氫 氧化鋰或碳酸鋰與高氯酸反應得到高氯酸鋰溶液，再經(jīng)濃縮結(jié)晶得到高氯酸鋰晶體，目前 工藝存在雜質(zhì)含量高，水分高的不足；b)高氯酸鈉分解法，將氫氧化鋰或鋰鹽加入到高氯 酸鈉濃溶液中，進行復分解反應，生成高氯酸鋰晶體析出，此法鈉含量較高，產(chǎn)品純度較低； c)氯酸鋰水溶液電解法，將氯酸鋰水溶液電解，得到高氯酸鋰，此法耗能大，且設備投資大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中和法生產(chǎn)的高氯酸鋰產(chǎn)品的含水量高、雜質(zhì)高等問題，本發(fā)明的 提供了一種新的無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法，用氫氧化鋰或碳酸鋰與高氯酸反應，依次包括中 和-過濾-一次蒸發(fā)-冷卻結(jié)晶-離心分離出固體-溶解-二次蒸發(fā)-冷卻結(jié)晶-離心分 離出固體-熔融蒸發(fā)-冷卻破碎-烘干包裝工序。涉及的化學反應方程式為LiOH · H2CHHClO4 = LiC104+2H20(1)Li2C03+2HC104 = 2LiC104+H20+C02 丨 (2)上述工序中兩次離心分離出固體后得到的一次母液和二次母液可返回至中和工序。具體的操作步驟如下1、將純水與氫氧化鋰按重量比2 1或與碳酸鋰按重量比3 1混合后攪拌，然 后在攪拌下緩慢加入與鋰元素等摩爾的高氯酸(一般商品濃度為70-72wt% )，加入速度以 不產(chǎn)生飛濺為宜，加完后用氫氧化鋰或高氯酸調(diào)節(jié)反應體系的PH值到7-7. 5，檢測pH值無 變化后趁熱過濾除去不溶性雜質(zhì)，得到高氯酸鋰凈液；2、將步驟1得到的高氯酸鋰凈液加熱蒸發(fā)至120-140°C，然后攪拌冷卻至20-40°C 結(jié)晶，然后離心分離出固體，得到一次三水高氯酸鋰晶體和一次母液；3、將一次三水高氯酸鋰晶體與純水以重量比5. 5 1混合，溶解完全后，加熱蒸發(fā) 至95°C，然后攪拌冷卻至20-40°C結(jié)晶，然后離心分離出固體，得到二次三水高氯酸鋰晶體和二次母液；4、將二次三水高氯酸鋰晶體加熱熔融蒸發(fā)至320-360°C，然后冷卻破碎過20目 篩，得到無水高氯酸鋰，破碎環(huán)境濕度控制在30-50% RH ；5、將步驟4得到的無水高氯酸鋰烘干后冷卻包裝，烘干溫度為180-210°C，烘干時 間為20-30h，烘干真空度在-0. 1至-0. 08Mpa，包裝在氬氣保護的條件下進行，最終得到無 水高氯酸鋰產(chǎn)品。本發(fā)明方法的優(yōu)點在于制得的無水高氯酸鋰產(chǎn)品含水量在200ppm以下，可直接配制出合格的電解液；K、 Na等雜質(zhì)含量低，均小于lOppm，其水溶液的pH值穩(wěn)定；制備方法的流程簡單，易于控制。


圖1為本發(fā)明的一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明方法做進一步的詳細闡述。實施例1 參見圖1，一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法，步驟如下1、將75kg工業(yè)氫氧化鋰加入到150L純水中攪拌，然后在攪拌下緩慢加入25 高氯酸，加完后用氫氧化鋰或高氯酸將反應體系的PH值調(diào)至7，等待5分鐘，檢測pH值無變 化后趁熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)，得到高氯酸鋰凈液；2、將得到的高氯酸鋰凈液進行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)終點溫度120°C，然后攪拌冷卻至 20°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到199kg—次三水高氯酸鋰晶體和131L — 次母液，一次母液可留用待返回中和工序；3、將199kg —次三水高氯酸鋰晶體加入到36L純水中，完全溶解后加熱蒸發(fā)，蒸發(fā) 終點溫度95°C，然后攪拌冷卻至20°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到169kg 二 次三水高氯酸鋰晶體和46L 二次母液，二次母液可留用待返回中和工序；4、將169kg 二次三水高氯酸鋰晶體加熱熔融蒸發(fā)，終點溫度320°C，然后冷卻破碎 過20目篩，破碎環(huán)境濕度控制在30-50% RH，得到112kg無水高氯酸鋰；5、將112kg無水高氯酸鋰進行烘干，烘干溫度180°C，烘干時間20h，烘干真空度 在-0. 1至-0. OSMpa,然后冷卻包裝，包裝在氬氣保護下進行，最終得到1 IOkg無水高氯酸鋰 成品，產(chǎn)品質(zhì)量見表1;實施例2 參見圖1，一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法，步驟如下1、將75kg工業(yè)氫氧化鋰加入到150L純水中攪拌，然后在攪拌下緩慢加入25 高氯酸，加完后用氫氧化鋰或高氯酸將反應體系的PH值調(diào)至7. 2，等待5分鐘，檢測pH值無 變化后趁熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)，得到高氯酸鋰凈液；2、將得到的高氯酸鋰凈液進行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)終點溫度130°C，然后攪拌冷卻至 30°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到206kg—次三水高氯酸鋰晶體和113L — 次母液，一次母液可留用待返回中和工序；
3、將206kg —次三水高氯酸鋰晶體加入到37L純水中，完全溶解后加熱蒸發(fā)，蒸發(fā) 終點溫度95°C，然后攪拌冷卻至30°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到166kg 二 次三水高氯酸鋰晶體和56L 二次母液，二次母液可留用待返回中和工序；4、將166kg 二次三水高氯酸鋰晶體加熱熔融蒸發(fā)，終點溫度340°C，然后冷卻破碎 過20目篩，破碎環(huán)境濕度控制在30-50% RH，得到IlOkg無水高氯酸鋰；5、將IlOkg無水高氯酸鋰進行烘干，烘干溫度195°C，烘干時間25h，烘干真空度 在-0. 1至-0. OSMpa,然后冷卻包裝，包裝在氬氣保護下進行，最終得到109kg無水高氯酸鋰 成品，產(chǎn)品質(zhì)量見表1;實施例3 參見圖1，一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法，步驟如下1、將66kg工業(yè)碳酸鋰加入到198L純水中攪拌，然后在攪拌下緩慢加入252kg高 氯酸，加完后用氫氧化鋰或高氯酸將反應體系的PH值調(diào)至7. 2，等待5分鐘，檢測pH值無變 化后趁熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)，得到高氯酸鋰凈液；2、將得到的高氯酸鋰凈液進行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)終點溫度130°C，然后攪拌冷卻至 30°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到207kg—次三水高氯酸鋰晶體和IlOL — 次母液，一次母液可留用待返回中和工序；3、將207kg —次三水高氯酸鋰晶體加入到38L純水中，完全溶解后加熱蒸發(fā)，蒸發(fā) 終點溫度95°C，然后攪拌冷卻至30°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到167kg 二 次三水高氯酸鋰晶體和55L 二次母液，二次母液可留用待返回中和工序；4、將167kg 二次三水高氯酸鋰晶體加熱熔融蒸發(fā)，終點溫度340°C，然后冷卻破碎 過20目篩，破碎環(huán)境濕度控制在30-50% RH，得到Illkg無水高氯酸鋰；5、將Illkg無水高氯酸鋰進行烘干，烘干溫度195°C，烘干時間25h，烘干真空度 在-0. 1至-0. OSMpa,然后冷卻包裝，包裝在氬氣保護下進行，最終得到1 IOkg無水高氯酸鋰 成品，產(chǎn)品質(zhì)量見表1;實施例4:參見圖1，一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法，步驟如下1、將66kg工業(yè)碳酸鋰加入到198L純水中攪拌，然后在攪拌下緩慢加入252kg高 氯酸，加完后用氫氧化鋰或高氯酸將反應體系的PH值調(diào)至7. 5，等待5分鐘，檢測pH值無變 化后趁熱過濾，除去不溶性雜質(zhì)，得到高氯酸鋰凈液；2、將得到的高氯酸鋰凈液進行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)終點溫度140°C，然后攪拌冷卻至 40°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到214kg—次三水高氯酸鋰晶體和95L—次 母液，一次母液可留用待返回中和工序；3、將214kg —次三水高氯酸鋰晶體加入到39L純水中，完全溶解后加熱蒸發(fā)，蒸發(fā) 終點溫度95°C，然后攪拌冷卻至40°C，冷卻完成后用離心機進行分離，分離后得到160kg 二 次三水高氯酸鋰晶體和69L 二次母液，二次母液可留用待返回中和工序；4、將160kg 二次三水高氯酸鋰晶體加熱熔融蒸發(fā)，終點溫度360°C，然后冷卻破碎 過20目篩，破碎環(huán)境濕度控制在30-50% RH，得到106kg無水高氯酸鋰；5、將106kg無水高氯酸鋰進行烘干，烘干溫度210°C，烘干時間30h，烘干真空度 在-0. 1至-0. OSMpa,然后冷卻包裝，包裝在氬氣保護下進行，最終得到105kg無水高氯酸鋰成品，產(chǎn)品質(zhì)量見表1 ；表1無水高氯酸鋰國標及實施例1、2分析結(jié)果
權利要求
1. 一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法，其特征在于操作步驟如下(1)、將純水與氫氧化鋰按重量比2:1或與碳酸鋰按重量比3:1混合后攪拌，然后在攪 拌下緩慢加入與鋰元素等摩爾的高氯酸，加入速度以不產(chǎn)生飛濺為宜，加完后用氫氧化鋰 或高氯酸調(diào)節(jié)反應體系的PH值到7—7. 5，檢測pH值無變化后趁熱過濾除去不溶性雜質(zhì)， 得到高氯酸鋰凈液；(2)、將步驟(1)得到的高氯酸鋰凈液加熱蒸發(fā)至120-140°C，然后攪拌冷卻至20-40°C 結(jié)晶，然后離心分離出固體，得到一次三水高氯酸鋰晶體和一次母液；(3)、將一次三水高氯酸鋰晶體與純水以重量比5.5:1混合，溶解完全后，加熱蒸發(fā)至 95°C，然后攪拌冷卻至20-40°C結(jié)晶，然后離心分離出固體，得到二次三水高氯酸鋰晶體和 二次母液；(4)、將二次三水高氯酸鋰晶體加熱熔融蒸發(fā)至320-360°C，然后冷卻破碎過20目篩， 得到無水高氯酸鋰，破碎環(huán)境濕度控制在30-50%RH ；(5)、將步驟(4)得到的無水高氯酸鋰烘干后冷卻包裝，烘干溫度為180-210°C，烘干時 間為20-30h，烘干真空度在-0. 1至-0. 08Mpa，包裝在氬氣保護的條件下進行，最終得到無 水高氯酸鋰產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明屬于用于鋰電池電解液的電解質(zhì)制備技術領域，公開了一種無水高氯酸鋰的生產(chǎn)方法。市售的無水高氯酸鋰水分含量約在3000ppm，使用廠家需在配制成電解液前除去水分，水分的除去不充分，經(jīng)常有波動，制約了電解液的產(chǎn)量及質(zhì)量。同時，隨著鋰電池的發(fā)展，對高氯酸鋰的雜質(zhì)含量和pH值的穩(wěn)定要求也越來越高。本發(fā)明采用以下方法解決這些問題用氫氧化鋰或碳酸鋰與高氯酸反應，依次包括中和—過濾—一次蒸發(fā)—冷卻結(jié)晶—離心分離出固體—溶解—二次蒸發(fā)—冷卻結(jié)晶—離心分離出固體—熔融蒸發(fā)—冷卻破碎—烘干包裝工序。產(chǎn)出的無水高氯酸鋰雜質(zhì)含量低，水分含量在200ppm以下，其水溶液的pH值穩(wěn)定，可直接用于電解液的生產(chǎn)。
文檔編號C01B11/18GK102139861SQ20111011884
公開日2011年8月3日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權日2011年5月10日
發(fā)明者紀東海, 趙正紅, 陳力, 顧元霞 申請人:湖北百杰瑞新材料有限公司