[发明专利]一种草酸亚铁晶体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种草酸亚铁晶体及其制造方法，尤其是一种粒度小 于3μm的单斜晶型的草酸亚铁晶体及其制造方法。

背景技术

草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·2H₂O)是制造锂离子电池正极活性材料 磷酸亚铁锂的主要物质之一。

目前公知的草酸亚铁晶体的生产方法是将二价铁盐溶液和草酸 或草酸盐溶液混合，通过严格控制工艺参数来控制草酸亚铁结晶的生 长，以达到生产特定粒度或结晶形态的草酸亚铁晶体的目的。但是， 这些工艺参数被厂家以商业秘密的形式保护起来，一般情况下公众无 法得知。此外，CN 1948259A公开了一种磷酸(亚)铁锂专用草酸亚 铁的生产方法，该方法以硫酸亚铁和草酸为原料，通过对草酸亚铁进 行预处理、控制不同的反应温度和不同的铵酸比等步骤来达到制备粒 度为10～20μm，结晶形态分别为单斜、三斜或斜方的草酸亚铁晶体的 目的。但是，用该方法虽然能够得到单斜草酸亚铁晶体，但是草酸亚 铁晶体粒度比较大，为10～20μm。

发明内容

本发明的目的是提供一种草酸亚铁晶体的生产方法，该方法克服 了常规方法工艺复杂的问题，并且采用该方法可以得到粒度小于3μm 的单斜草酸亚铁晶体。该方法包括如下步骤：

A.草酸盐固体与Fe²⁺浓度为0.5～1.7mol/l的水溶液在40～80℃下搅拌 反应；

B.停止保温，静置陈化；

C.分离出上层清液，回收沉淀；

D.用去离子水洗涤步骤C得到的沉淀以除去杂质离子；

E.干燥；

根据本发明步骤A所述的方法，优选45～75℃下Fe²⁺浓度为 0.5～1.7mol/l的水溶液。温度高于80℃时，Fe²⁺容易被氧化成Fe³⁺， 故溶液温度不超过80℃。草酸盐与二价铁盐用量的摩尔比没有特别 的限制，其中一种过量即可。二价铁盐的实例包括硫酸亚铁(FeSO₄)、 氯化亚铁(FeCl₂)、溴化亚铁(FeBr₂)，草酸盐的实例包括草酸铵 {(NH₄)₂C₂O₄}、草酸钠(Na₂C₂O₄)、草酸钾(K₂C₂O₄)。

将草酸盐固体加入到二价铁盐水溶液中，机械搅拌20～120分钟， 直到加入的草酸盐固体完全溶解。草酸盐固体加入到二价铁盐溶液中 的加料速率没有特别的限制，优选大于500g/min，搅拌速率视溶液浓 度而定，优选100～1000转/分。

停止保温，静置陈化20～120分钟后，分离出上层清液，回收沉 淀，并用去离子水洗涤，直到除去杂质离子。所述杂质离子包括Fe³⁺、 NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Ti²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、SO₄^2-。用ICP分光法测定 杂质离子Fe³⁺、NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Ti²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺的质量％在 0.1％以下，用滴定法测定NH₄⁺、SO₄^2-的摩尔％在0.5％以下时，可以 认为杂质离子已被除去。

由于在空气中干燥草酸亚铁晶体时，超过90℃容易引起二价铁 的氧化或结晶水的脱离，所以干燥温度选择50～90℃，优选70～80℃， 干燥时间为10～18小时。如果选择真空干燥，则干燥温度可以为 80～110℃，干燥时间为2～8小时。

通过计算，草酸亚铁晶体的产率大于98％。