[发明专利]联合制备电动汽车级碳酸锂和单水氢氧化锂的方法

说明书

本发明涉及联合制备电动汽车级碳酸锂和单水氢氧化锂的方法，属于锂电池技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种联合制备电动汽车级碳酸锂和单水氢氧化锂的方法。该方法通过浆液处理、两次中和净化、除钙、除磁以及除有机物、两次膜浓缩得到一次浓缩液和二次浓缩液，二次浓缩液通过四次精制得到EV级碳酸锂，一次浓缩液通过转化、精制得到EV级单水氢氧化锂。本发明方法，将EV级碳酸锂和EV级单水氢氧化锂工艺流程有机结合，可以减少新建生产线对设备的投入，缩短工艺流程，实现EV级锂盐产品的工业化生产，为提高锂动力电池的容量、电池寿命及其安全性能打下了坚实的基础。

技术领域

本发明涉及联合制备电动汽车级碳酸锂和单水氢氧化锂的方法，属于锂电池技术领域。

背景技术

在能源制约、环境污染等大背景下，全球将把发展新能源作为改善环境、节约成本的重要举措。其中，新能源汽车(电动汽车)以使用成本低廉、维修保养简便、制造难度较低、行驶平稳动力强、低碳环保等不可比拟的优点，成为了未来汽车行业的发展方向。据中国汽车工业协会公布的数据显示，2017年1-11月份，纯电动汽车产销52.6万辆和50.2万辆，同比增长56.5％和60.9％，2018年2月份新能源汽车产销量分别为39230和34420辆，同比增长119.19％和95.2％。随着技术的不断更新，电动汽车续航能力越来越强，安全系数越来越高、使用寿命越来越长，这些都将归功于电动汽车对动力电池的高标准要求。

动力电池作为新能源汽车最关键的一个环节，其技术的突破将会导致全球汽车产业转型升级，实现跨越发展。作为动力电池生产原料的锂盐产品，其品质将会对动力电池的性能产生很大的影响。发明人长期致力于锂电池专用锂盐产品的研究，提出了电池级锂盐产品以及生产方法。比如，专利CN10214978A公开了电池级单水氢氧化锂的制备方法，以硫酸锂净化液为原料，加入氢氧化钠得到Na₂SO₄·10H₂O固体和LiOH液体，再通过分离液体结晶得到LiOH·H₂O一次粗品，再将LiOH·H₂O一次粗品溶解后，加入精制剂精制反应，过滤取滤液，蒸发浓缩冷却结晶，得到固体，烘干，即为电池级LiOH·H₂O产品。

又如，专利CN101125668A公开了硫酸锂溶液生产低镁电池级碳酸锂的方法，该方法以硫酸锂溶液为原料，采用化学共沉淀法除杂，获得净化渣和硫酸锂净完液；再将纯碱溶解、加入净化硫酸锂溶液获得的净化渣作为过滤除钙、镁的过滤介质，获得净化纯碱溶液；将络合剂EDTA加入到净化纯碱溶液中，搅拌络合反应，再缓慢加入经浓缩除杂的硫酸锂净完液，制备出粗品碳酸锂；粗品碳酸锂经过搅洗干燥、粉碎即成低镁电池级碳酸锂。

以上均为电池级锂盐产品的生产方法，随着电动汽车要求的提高，现有的电池级锂盐产品很难再满足电动汽车动力电池的需求，因此，需要一种新的电动汽车级(即EV级)锂盐产品，包括电动汽车级碳酸锂和电动汽车级单水氢氧化锂。EV级锂盐和电池级锂盐的产品质量见表1。

表1

从表1可以看出，EV级碳酸锂产品及EV级单水氢氧化锂产品的要求均比电池级要高，而现有的锂盐生产方法，只能得到电池级的锂盐产品。因此，急需EV级锂盐产品的生产方法。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种联合制备电动汽车级碳酸锂和单水氢氧化锂的方法，通过该方法，可以制备得到EV级碳酸锂产品和EV级单水氢氧化锂产品。

本发明联合制备电动汽车级碳酸锂和单水氢氧化锂的方法，包括如下步骤：

A、浆液处理：将硫酸锂浆液过滤后，在滤液中加入碳酸钙，固液分离，得到二水合硫酸钙固体和微酸性液，其中，所述硫酸锂浆液为锂矿石酸化焙烧后浸出所得的浸出浆液，硫酸锂浆液的pH值为1～2，比重为1.2～1.4，浓度以Li₂O含量计为30～32g/L；