一种氟化锂的制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010423469.1
(22)申请日 2020.05.19
(71)申请人 百杰瑞（荆门）新材料有限公司
地址 448000 湖北省荆门市高新区掇刀区
荆东大道39号（化工循环产业园）
(72)发明人 吴凯飞　赵正红　朱大明　朱晶晶　
(74)专利代理机构 北京众达德权知识产权代理
有限公司 11570
代理人 张晓冬
(51)Int.Cl.
C01D 15/04(2006.01)
(54)发明名称
一种氟化锂的制备方法
(57)摘要
本发明属于化学制备技术领域，尤其涉及一
种氟化锂的制备方法。

该制备方法包括：将碳酸
锂与纯水混合，得到第一溶液；在第一溶液中通
入二氧化碳，通入的二氧化碳将所述碳酸锂进行
氢化，得到碳酸氢锂溶液；将得到的碳酸氢锂溶
液进行过滤；在过滤后的碳酸氢锂溶液中加入表
面活性剂，搅拌至表面活性剂完全溶解，得到第
二溶液；在第二溶液中加入浓度为40％的氢氟
酸，控制加入氢氟酸的第二溶液的pH为4-5，结束
反应后，得到氟化锂浆料；将氟化锂浆料进行离
心分离，得到氟化锂湿料；将得到的氟化锂湿料
进行烘干，得到最终产品。

通过本发明获得的氟
化锂颗粒的粒径大于120微米，晶体结构规则，流
动性显著提高，可满足一些新产品制备对大颗粒
氟化锂原料的要求。

权利要求书1页 说明书3页CN 111606336 A 2020.09.01
C N 111606336
A
1.一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将碳酸锂与纯水混合，得到第一溶液；
在第一溶液中通入二氧化碳，通入的二氧化碳将所述碳酸锂进行氢化，得到碳酸氢锂溶液；
将得到的碳酸氢锂溶液进行过滤；
在过滤后的碳酸氢锂溶液中加入表面活性剂，搅拌至表面活性剂完全溶解，得到第二溶液；
在第二溶液中加入浓度为40％的氢氟酸，控制加入氢氟酸的第二溶液的pH为4-5，结束反应后，得到氟化锂浆料；
将氟化锂浆料进行离心分离，得到氟化锂湿料；
将得到的氟化锂湿料进行烘干，得到最终产品。

2.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述碳酸锂的纯度不低于99.9％。

3.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述第一溶液中，所述碳酸锂与纯水的质量比为1：10-30。

4.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述在第一溶液中通入二氧化碳，通入的二氧化碳将所述碳酸锂进行氢化，得到碳酸氢锂溶液，具体包括：
所述碳酸锂与通入的所述二氧化碳的通入质量比为的1：1-5，所述二氧化碳的通入时间为1-3小时。

5.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂的加入量为过滤后的碳酸氢锂溶液中碳酸锂质量的0.01-1％。

6.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为碳原子数为12-16的烷基铵盐、碳原子数为11-13的脂肪醇聚氧乙烯醚、碳原子数为10-24的脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种混合。

7.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，过滤后的碳酸氢锂溶液中碳酸锂质量与浓度为40％的氢氟酸加入量的质量比为1:1.35-1.5。

8.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述将氟化锂浆料进行离心分离，得到氟化锂湿料，具体包括：离心分离在常温下进行，离心的最大转速1500转每分钟。

9.根据权利要求1所述的一种氟化锂的制备方法，其特征在于，将得到的氟化锂湿料进行烘干，所述烘干温度为100-160℃。

权　利　要　求　书1/1页CN 111606336 A
一种氟化锂的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于化学制备技术领域，尤其涉及一种氟化锂的制备方法。

背景技术
[0002]近些年随着新能源汽车行业的发展，锂离子电池的需求量大幅增加，作为锂离子电池材料必不可少的原料，氟化锂的需求量也越来越大。

[0003]目前，工业上生产氟化锂最常用的方法是用碳酸锂加氢氟酸合成，此种方法工艺简单，可操作性高，对设备要求低，经济性高。

但此种方法生产出的氟化锂粒径小，晶体结构不规则，导致产品流动性差，难以满足一些新产品制备对大颗粒氟化锂原料的要求。

发明内容
[0004]针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种氟化锂的制备方法，以解决现有技术所制备的氟化锂粒径小、晶体结构不规则的技术问题。

[0005]本发明的技术方案为：
[0006]一种氟化锂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
[0007]将碳酸锂与纯水混合，得到第一溶液；
[0008]在第一溶液中通入二氧化碳，通入的二氧化碳将所述碳酸锂进行氢化，得到碳酸氢锂溶液；
[0009]将得到的碳酸氢锂溶液进行过滤；
[0010]在过滤后的碳酸氢锂溶液中加入表面活性剂，搅拌至表面活性剂完全溶解，得到第二溶液；
[0011]在第二溶液中加入浓度为40％的氢氟酸，控制加入氢氟酸的第二溶液的pH为4-5，结束反应后，得到氟化锂浆料；
[0012]将氟化锂浆料进行离心分离，得到氟化锂湿料；
[0013]将得到的氟化锂湿料进行烘干，得到最终产品。

[0014]进一步地，所述碳酸锂的纯度不低于99.9％。

[0015]进一步地，所述第一溶液中，所述碳酸锂与纯水的质量比为1：10-30。

[0016]进一步地，所述在第一溶液中通入二氧化碳，通入的二氧化碳将所述碳酸锂进行氢化，得到碳酸氢锂溶液，具体包括：
[0017]所述碳酸锂与通入的所述二氧化碳的通入质量比为的1：1-5，所述二氧化碳的通入时间为1-3小时。

[0018]优选地，所述表面活性剂的加入量为过滤后的碳酸氢锂溶液中碳酸锂质量的0.01-1％。

[0019]进一步地，所述表面活性剂为碳原子数为12-16的烷基铵盐、碳原子数为11-13的脂肪醇聚氧乙烯醚、碳原子数为10-24的脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种混合。

[0020]进一步地，过滤后的碳酸氢锂溶液中碳酸锂质量与浓度为40％的氢氟酸加入量的
质量比为1:1.35-1.5。

[0021]进一步地，所述将氟化锂浆料进行离心分离，得到氟化锂湿料，离心分离在常温下进行，离心的最大转速1500转每分钟。

[0022]进一步地，将得到的氟化锂湿料进行烘干，所述烘干温度为100-160℃。

[0023]本发明的有益效果是：
[0024]通过本发明获得的氟化锂颗粒的粒径大于120微米，晶体结构规则，流动性显著提高，可满足一些新产品制备对大颗粒氟化锂原料的要求。

具体实施方式
[0025]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026]本发明实施例公开了一种氟化锂的制备方法，该制备方法包括：
[0027]S1：将碳酸锂与纯水混合，得到第一溶液；
[0028]具体地，进一步地，碳酸锂的纯度不低于99.9％，而第一溶液中，碳酸锂与纯水的质量比为1：10-30。

[0029]S2：在第一溶液中通入二氧化碳，通入的二氧化碳将碳酸锂进行氢化，得到碳酸氢锂溶液；
[0030]具体第，碳酸锂与通入的二氧化碳的通入质量比为的1：1-5，二氧化碳的通入时间为1-3小时。

该步骤中通入二氧化碳的目的是：是将Li2CO3氢化形成LiHCO3，Li2CO3微溶于水，而LiHCO3易溶于水，以能形成溶液，使下一步反应更加充分，并可起到除杂的作用，能过滤掉不溶于水的杂质。

[0031]S3：将得到的碳酸氢锂溶液进行过滤，以除掉不溶于水的杂质，让反应液更纯，以得到纯度更高的产品，并以溶液澄清透明为过滤标准。

[0032]S4：在过滤后的碳酸氢锂溶液中加入表面活性剂，搅拌至表面活性剂完全溶解，得到第二溶液，具体包括：
[0033]表面活性剂的加入量为过滤后的碳酸氢锂溶液中碳酸锂质量的0.01-1％，而表面活性剂为碳原子数为12-16的烷基铵盐、碳原子数为11-13的脂肪醇聚氧乙烯醚、碳原子数为10-24的脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种混合。

[0034]本发明实施例中，在过滤后的碳酸氢锂溶液中加入放入表面活性剂，能改变过滤后的碳酸氢锂溶液的表面自由能和固体表面的热力学性质，从而影响晶核形成、成核速率以及晶体生长速率，最终改变晶体尺寸和外形。

[0035]S5：在第二溶液中加入浓度为40％的氢氟酸，过滤后的碳酸氢锂溶液中碳酸锂质量与浓度为40％的氢氟酸加入量的质量比为1:1.35-1.5，控制加入氢氟酸的第二溶液的pH 为4-5，结束反应后，得到氟化锂浆料；
[0036]该步骤中，加入浓度为40％的氢氟酸的目的是使氢氟酸与碳酸氢锂反应生成氟化锂。

[0037]S6：将氟化锂浆料进行离心分离，得到氟化锂湿料，离心分离可使氟化锂与母液分
离，温度在常温下进行，离心的最大转速1500转每分钟，以保证氟化锂与母液彻底分离。

[0038]S7：将得到的氟化锂湿料进行烘干，烘干温度为100-160℃，即可得到最终产品。

[0039]具体应用：
[0040](1)在常温下，将1kg的碳酸锂和20kg纯水加入反应釜中，以300r/min进行搅拌形成悬浊液，该悬浊液即为第一溶液；
[0041](2)向该悬浊液底部缓慢通入食品级二氧化碳进行氢化反应，通入2kg二氧化碳，通入时间3小时，得到碳酸氢锂溶液；
[0042](3)将得到的碳酸氢锂溶液通过精密过滤器过滤，得到纯净的碳酸氢锂溶液；[0043](4)向过滤后的碳酸氢锂溶液中加入1g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌10分钟，得到第二溶液；
[0044](5)缓慢向第二溶液中加入40％氢氟酸溶液，40％氢氟酸溶液加入量为1.375kg，测试溶液pH为5，结束反应，得到氟化锂浆料；
[0045](6)将中得到的氟化锂浆料进行离心分离,再用去离子水润洗2次，得到氟化锂湿料；
[0046](7)将得到的氟化锂湿料放在特氟龙烘盘内进行130℃真空，得到氟化锂产品697.2g，收率为99.22％，产品为白色粉末状，粒径130.1微米(激光粒度仪测得)，粉体休止角为30度(粉体休止角测定仪测得)。

[0047]综上所述，通过本发明获得的氟化锂颗粒的粒径大于120微米，晶体结构规则，流动性显著提高，可满足一些新产品制备对大颗粒氟化锂原料的要求。

[0048]以下所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式下的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。