一種無水碘化鋰的製備方法
2023-06-25 06:39:21
一種無水碘化鋰的製備方法
【專利摘要】本發明屬於用於鋰電池電解液的電解質製備【技術領域】，具體公開了一種無水碘化鋰的製備方法。一種無水碘化鋰的製備方法：採用水溶液方法將碘、水合肼以及氫氧化鋰反應，經過蒸發濃縮、過濾、加熱濃縮、通惰性氣體脫水、在惰性氣體保護下包裝的過程，整個過程無有機溶劑添加，且工藝過程簡單，耗時短，解決了傳統生產方法耗時長和碘化鋰包裝潮解等問題。
【專利說明】-種無水視化結的製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於裡電池電解液的電解質製備【技術領域】，具體涉及一種無水楓化裡 的製備方法。
【背景技術】
[0002] 楓化裡常用於照相工業和製藥工業中及合成相關人工晶體，W及姪類的催化脫氨 反應，也用作耐高溫長壽命電池的電解質。在製備無水楓化裡過程中，由於無水楓化裡容易 潮解，且見光或露置在空氣中容易析出楓單質而變黃，同時在空氣中受熱易被氧化，所W制 備無水楓化裡原料較為困難，同時針對無水楓化裡的包裝也是個難題。
[0003] 目前，製備無水楓化裡的方法主要有W下幾種：一是採用H水楓化裡真空乾燥的 方法製備，該工藝耗時長，就烘乾過程而言，至少需要20個小時W上，且水分含量達不到要 求，不能進行工業化生產。二是採用有機溶劑中的除水劑製備無水楓化裡，該工藝中存在有 機溶劑，對環境有一定的汙染，成本較高，且耗時長。
[0004] 本發明擬採用溶液法製備無水楓化裡，首先製成楓化裡溶液，然後加熱蒸發脫去 一部分水至溶液變黃，通入保護氣體加熱脫水至粉體，保溫烘乾楓化裡固體，氣體保護包裝 得到無水楓化裡產品，所得產品純度高，水分低，收率高，工藝流程簡單，耗時短，成本低，適 合工業化大生產。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術中存在的不足，本發明需要解決的技術問題在於克服現有無水楓化 裡製備方法耗時長，成本高，難W大生產W及包裝困難等技術缺陷，本發明方法在原有工藝 的基礎上簡化了工藝流程，大大縮短了反應時間，解決了楓化裡在空氣中易潮解的難題，提 供一種電池級無水楓化裡的製備方法。本方法操作簡單，採用氣體保護下包裝，得到的無水 楓化裡水分含量為15化pm W下，純度為99. 95% W上，無母液循環，收率高，易於大生產，且 無環境汙染。
[0006] 在本發明研發過程中，發明人曾通過大量的試驗探索試圖找到適用於製備無水楓 化裡的製備方法，曾嘗試將楓化裡溶液在容器中通氮氣脫水至0. 5-1個結晶水，然後放入 真空乾燥箱中烘乾，得到的無水楓化裡產品檢測水分都在5(K)ppm W上，而且真空包裝後放 置幾天物料就會變黃，該是由於包裝過程中接觸空氣中的水分所導致，同時在真空乾燥條 件下耗時很長。因此考慮在整個脫水、烘乾、包裝過程中都在惰性氣體保護下進行，且縮短 了反應時間，獲得了製備性質穩定的無水楓化裡的方法。
[0007] 因此，本發明採取W下技術方案解決W上的技術難題。
[0008] -種無水楓化裡的製備方法；採用水溶液方法將楓、水合脫W及氨氧化裡反應，經 過蒸發濃縮、過濾、加熱濃縮、通氮氣脫水、氮氣保護下包裝的過程，整個過程無有機溶劑添 力口，且工藝過程簡單，耗時短，解決了傳統生產方法耗時長和楓化裡包裝潮解等問題。其主 要反應原理為：
[0009] 4LiOH ? H2O+2I2+N2H4 ? &0+3&0 =化il ? 3&0+馬個
[0010] 具體步驟為：
[0011] (1)於反應蓋中加入純水，然後將楓單質加入純水中，液固質量比；1. 0?1. 5:1， 攬拌10?20分鐘溶解完全，再加入重結晶氨氧化裡，重結晶氨氧化裡與楓單質加入量的摩 爾比為2:1，攬拌5?10分鐘，然後緩慢向反應蓋內加入80wt%水合脫，至溶液剛好變為白 色，穩定10?20分鐘，加入少量的楓單質，至溶液剛好全部變紅，再加少量5wt %?15wt % 水合脫，將溶液顏色剛好調回白色，再使用重結晶氨氧化裡固體調抑值穩定至7. 5?8. 0， 加熱蒸發濃縮至120?13CTC，且體積濃縮至原體積的1/2?3/5,然後通冷水冷卻至常溫， 過濾楓化裡溶液得到濾淨液。
[0012] (2)將得到的濾淨液放入反應蓋中，攬拌狀態下，蒸發濃縮，得到黃色楓化裡溶液， 蒸發溫度控制為110?15(TC，蒸發時間為1?1.化。
[001引 做在惰性氣體保護下，將步驟似得到的黃色楓化裡溶液繼續攬拌加熱脫水，至 出現白色固體粉末，氣體流速控制20?25L/min，溫度控制為200?30(TC，脫水時間為1? 2h0
[0014] (4)繼續通惰性氣體再烘乾，氣體流速為5?lOL/min，溫度控制為250?35(TC， 烘乾時間1. 5?化，然後停止加熱，在惰性氣體保護下冷卻，得到的固體粉末在惰性氣體保 護下包裝，得到無水楓化裡產品。
[0015] 所述惰性氣體可為氮氣或氮氣。
[0016] 所述的將楓化裡濾淨液濃縮、脫水至包裝的步驟中（具體指步驟（2)、（3)中），採 用銷式雙螺旋帶式攬拌器進行攬拌；
[0017] 所述的反應蓋為內襯鐵合金的反應蓋，採用在通惰性氣體的條件下脫水W及包 裝，脫水、烘乾及包裝的整個過程耗時為3?化。
[001引與現有技術相比，本發明的優點和有益效果在於：
[0019] 1、生產的產品純度高，工藝流程簡單，適合於工業化生產。
[0020] 2、所得無水楓化裡產品純度在99. 95% W上，水分含量在15化pm W下，與目前市 場所售無水楓化裡產品水分含量在50化pm W上相比有突破性的進展。
[0021] 3、在製取無水楓化裡產品過程中不存在母液，收率達到95% W上，製備工藝簡單， 耗時短，包裝精密，解決了傳統烘乾工藝耗時長W及無水楓化裡分解和潮解問題。
[0022] 包裝後的六個月內本發明所製備的樣品都不會發黃，而且水分含量很穩定，檢測 結果見表2。
【具體實施方式】
[0023] 下面 申請人:通過具體實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制 在所述的實施例範圍之中。
[0024] W下實施例中所用的重結晶氨氧化裡為 申請人:生產的重結晶氨氧化裡產品 (LiOH ?馬0)，指標為（化<0. OOl %，K<0. OOl %，Ca<0. OOl %，Cr 99.8% ;氮氣；純度> 99. 999%，氮氣；純度 > 99. 999%。
[00巧]W下實施例中所用的反應蓋均為15L的內襯鐵合金反應蓋，W下各實施例的步驟 (2)、（3)中，均採用銷式雙螺旋帶式攬拌器進行所述攬拌。
[0026] 實施例1
[0027] -種無水楓化裡的製備方法，步驟如下：
[0028] (1)、將純水化加入反應蓋內，再加入7. OKg楓單質，攬拌15分鐘溶解完全，然後 加入重結晶氨氧化裡2. 25Kg，攬拌5分鐘，緩慢向反應蓋內加入SOwt %水合脫，至溶液剛好 變為白色巧Owt %水合脫用量約為0. 8Kg)，穩定10分鐘，然後加入少量的楓，至溶液剛好 全部變紅，再加少量8wt%水合脫將溶液顏色剛好調回白色，再使用重結晶氨氧化裡固體調 pH值穩定至7. 5,加熱蒸發濃縮至124C、且體積濃縮至原體積的1/2,然後通冷水冷卻至常 溫，過濾，得到濾淨液。
[0029] (2)、將得到的濾淨液放入反應蓋中，攬拌狀態下，蒸發濃縮，得到黃色楓化裡溶 液，蒸發溫度控制為11(TC，蒸發時間為1.化。
[0030] (3)、在氮氣保護下，將步驟（2)得到的黃色楓化裡溶液繼續攬拌加熱脫水，至出 現白色固體粉末，氣體流速控制在20L/min，溫度控制為20(TC，脫水時間為化。
[0031] (4)將步驟（3)得到的白色固體，繼續通氮氣再烘乾，氣體流速為化/min,溫度控 制為25(TC，烘乾時間化；停止加熱，在氮氣保護下冷卻，得到的固體粉末在氮氣保護下包 裝，得到7. 02Kg無水楓化裡產品，收率為98. 5%。產品檢測結果見表1，產品外觀為白色粉 O
[00礎 實施例2
[0033] -種無水楓化裡的製備方法，步驟如下：
[0034] (1)、將純水化加入反應蓋內，再加入7. SKg楓單質，攬拌10分鐘溶解完全，然後 加入重結晶氨氧化裡2. 5Kg，攬拌5分鐘，緩慢向反應蓋內加入SOwt %水合脫至溶液剛好 變為白色巧Owt%水合脫用量約為0. 89Kg)，穩定10分鐘，然後加入少量的楓，至溶液剛好 全部變紅，再加少量5wt%水合脫將溶液顏色剛好調回白色，再使用重結晶氨氧化裡固體調 pH值穩定至8. 0,加熱蒸發濃縮至125C、且體積濃縮至原體積的1/2,然後通冷水冷卻至常 溫，過濾，得到濾淨液。
[00巧](2)、將得到的濾淨液放入反應蓋中，攬拌狀態下，蒸發濃縮，得到黃色楓化裡溶 液，蒸發溫度控制為13(TC，蒸發時間為1.化。
[0036] (3)、在氮氣保護下，將步驟（2)得到的黃色楓化裡溶液繼續攬拌加熱脫水，至出 現白色固體粉末，氣體流速控制在22L/min，溫度控制為23(TC，脫水時間為1.化。
[0037] (4)將步驟（3)得到的白色固體，繼續通氮氣再烘乾，氣體流速為化/min,溫度控 制為28(TC，烘乾時間2. 5h ;停止加熱，在氮氣保護下冷卻，得到的固體粉末在氮氣保護下 包裝，得到7. 85Kg無水楓化裡產品，收率為98. 4%。產品檢測結果見表1，產品外觀為白色 粉末。
[00測 實施例3
[0039] -種無水楓化裡的製備方法，步驟如下：
[0040] (1)、將純水1化加入反應蓋內，再加入8. 75Kg楓單質，攬拌15分鐘溶解完全，然 後加入重結晶氨氧化裡2. 8Kg，攬拌5分鐘，緩慢向反應蓋內加入SOwt %水合脫至溶液剛好 變為白色巧Owt %水合脫用量約為0. IOKg)，穩定10分鐘，然後加入少量的楓，至溶液剛好 全部變紅，再加少量lOwt%水合脫將溶液顏色剛好調回白色，再使用重結晶氨氧化裡固體 調抑值穩定至8. 0,加熱蒸發濃縮至127C、且體積濃縮至原體積的3/5,然後通冷水冷卻至 常溫，過濾，得到濾淨液。
[0041] (2)、將得到的濾淨液放入反應蓋中，攬拌狀態下，蒸發濃縮，得到黃色楓化裡溶 液，蒸發溫度控制為15(TC，蒸發時間為比。
[0042] (3)、在氮氣保護下，將步驟（2)得到的黃色楓化裡溶液繼續攬拌加熱脫水，至出 現白色固體粉末，氣體流速控制在20L/min，溫度控制為30(TC，脫水時間為比。
[004引 （4)將步驟做得到的白色固體，繼續通氮氣再烘乾，氣體流速為1化/min,溫度控 制為30(TC，烘乾時間1.化；停止加熱，在氮氣保護下冷卻，得到的固體粉末在氮氣保護下 包裝，得到8. 5Kg無水楓化裡產品，收率為95. 2%。產品檢測結果見表1，產品外觀為白色 粉末。
[0044] 實施例4
[0045] 一種無水楓化裡的製備方法，步驟如下：
[0046] (1)、將純水1化加入反應蓋內，再加入8. IKg楓單質，攬拌20分鐘溶解完全，然後 加入重結晶氨氧化裡2. 65Kg，攬拌10分鐘，緩慢向反應蓋內加入SOwt %水合脫至溶液剛好 變為白色巧Owt %水合脫用量約為0. 94Kg)，穩定10分鐘，然後加入少量的楓，至溶液剛好 全部變紅，再加少量15wt %水合脫將溶液顏色剛好調回白色，再使用重結晶氨氧化裡固體 調抑值穩定至7. 5,加熱蒸發濃縮至128C、且體積濃縮至原體積的3/5,然後通冷水冷卻至 常溫，過濾，得到濾淨液。
[0047] (2)、將得到的濾淨液放入反應蓋中，攬拌狀態下，蒸發濃縮，得到黃色楓化裡溶 液，蒸發溫度控制為15(TC，蒸發時間為比。
[0048] (3)、在氮氣保護下，將步驟（2)得到的黃色楓化裡溶液繼續攬拌加熱脫水，至出 現白色固體粉末，氣體流速控制在25L/min，溫度控制為25(TC，脫水時間為1.化。
[004引 （4)將步驟做得到的白色固體，繼續通氮氣再烘乾，氣體流速為化/min,溫度控 制為35(TC，烘乾時間1. 5h ;停止加熱，在氮氣保護下冷卻，得到的固體粉末在氮氣保護下 包裝，得到8. OSKg無水楓化裡產品，收率為95. 6%。產品檢測結果見表1，產品外觀為白色 粉末。
[0050] 表1實施例1-4所得無水楓化裡產品的檢測結果
[0051]
【權利要求】
1. 一種無水碘化鋰的製備方法，步驟如下： (1) 於反應釜中加入純水，然後將碘單質加入純水中，液固質量比：1. 0?1. 5:1，攪拌 10?20分鐘溶解完全，再加入重結晶氫氧化鋰，重結晶氫氧化鋰與碘單質加入量的摩爾比 為2: 1，攪拌5?10分鐘，然後緩慢向反應釜內加入80wt%水合肼，至溶液剛好變為白色，穩 定10?20分鐘，加入少量的碘單質，至溶液剛好全部變紅，再加少量5wt%?15wt%水合肼， 將溶液顏色剛好調回白色，再使用重結晶氫氧化鋰固體調pH值穩定至7. 5?8. 0,加熱蒸發 濃縮至120?130°C，且體積濃縮至原體積的1/2?3/5,然後通冷水冷卻至常溫，過濾，得 到濾淨液； (2) 將得到的濾淨液放入反應釜中，攪拌狀態下，蒸發濃縮，得到黃色碘化鋰溶液，蒸發 溫度控制為110?150°C，蒸發時間為1?1. 5h ; (3) 在惰性氣體保護下，將步驟（2)得到的黃色碘化鋰溶液繼續攪拌加熱脫水，至出現 白色固體粉末，氣體流速控制20?25L/min，溫度控制為200?300°C，脫水時間為1?2h ; (4) 繼續通惰性氣體再烘乾，氣體流速為5?10L/min，溫度控制為250?350°C，烘乾 時間1. 5?3h，然後停止加熱，在惰性氣體保護下冷卻，得到的固體粉末在惰性氣體保護下 包裝，得到無水碘化鋰； 所述惰性氣體為氮氣或氬氣； 所述步驟（2)、（3)中，採用錨式雙螺旋帶式攪拌器進行攪拌。
【文檔編號】C01D15/04GK104261441SQ201410520831
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】吳滿梅, 徐濤, 紀東海 申請人:湖北佳德新材料有限公司