[发明专利]一种动态恒温结晶法生产六氟磷酸锂的系统和方法

说明书

本发明公开一种动态恒温结晶法生产六氟磷酸锂的系统，属于锂电池电解液原料生产技术领域，包括氟化锂调制装置、反应结晶装置和母液贮罐，所述氟化锂调制装置连接有第一高纯氮气进管、氟化锂进管、无水氢氟酸或母液进管，所述氟化锂调制装置的出料口与所述反应结晶装晶进料口连接，所述反应结晶装置连接有母液进管、第二高纯氮气进管和PFsubgt;5/subgt;/HCl混合气进气管，所述反应结晶装置的出料口连接有液固分离装置，所述液固分离装置中分离的母液通过管道输送至母液贮罐，所述液固分离装置中分离的六氟磷酸锂输送至干燥装置。本发明可有效地缩短晶体产生的诱导期，加快结晶速率，同时产品的粒度范围小，制得的六氟偏磷酸锂产品纯度高，粒度均匀。

技术领域

本发明涉及锂电池电解液原料生产技术领域，特别涉及一种动态恒温结晶法生产六氟磷酸锂的系统和方法。

背景技术

1992年日本索尼公司研发成功实用的锂离子电池(以下简称锂电池)，同时推向市场，应用在仪器、电话、计算器等领域。经过30年持续不断的研发、完善、升级和市场应用，锂电池已经成为充电式电池领域中最大的一个家族。应用场景无处不在，小到移动电话、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、仪器、电动工具，大到电动自行车、电动摩托车、纯电新能源汽车、混合动力新能源汽车、与光伏发电和风力发电配套的储能电池等领域。

锂电池由正极、负极、隔膜、集电器、电解液五部分组成。其中，各部分组成如下：

正极：镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂。

负极：石墨等。

隔膜：聚乙烯或聚丙烯。

集电器：正极为铝、负极为铜。

电解液：由有机溶剂、电解质组成，有机溶剂包括，碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等，电解质由六氟磷酸锂等组成。

六氟磷酸锂是电解液的最重要组成部分，锂电池在充电、放电过程中完成电池内部的电荷移动。六氟磷酸锂占电解液总质量的百分之十二，占电解液总成本的百分之八十以上。六氟磷酸锂的制造成本直接影响到锂电池的市场价格。

六氟磷酸锂的制造方法，主要由以下几种：

1.干法：五氟化磷气体与固体氟化锂结晶直接反应，这种方法因为不使用溶剂，无法搅拌，所以反应率低，为非主流方法。

2.溶剂法：包括两种，一是无水氢氟酸法，另一种是有机溶剂法，

溶剂法中的无水氢氟酸法又包括静态降温结晶法、动态降温结晶法和动态恒温结晶法。

有机溶剂法因使用有机溶剂，防火管理等级高，而且有机溶剂会与六氟磷酸锂制造原料之一的五氟化磷气体发生反应，产生有色的杂质，对六氟磷酸锂的成品质量有影响，有机溶剂法也是非主流方法，产品的市场份额不大。

无水氢氟酸法中的静态降温结晶法，现在为主流方法。该方法是把合成好的含有六氟磷酸锂的无水氢氟酸溶液通过缓慢降温结晶出六氟磷酸锂晶体，经过固液分离程序，把六氟磷酸锂晶体干燥、粉碎、再干燥，制成成品。该方法制成的六氟磷酸锂产品品质稳定、各项指标比较好。但是，这种方法也有缺陷，如厂房面积大、固定投资大、生产周期长、电耗大，需要深冷冰机，并且深冷冰机维护管理费用大。

发明内容

本发明提供一种动态恒温结晶法生产六氟磷酸锂的系统和方法，解决现有的六氟磷酸锂主流生产方法厂房面积大、固定投资大、生产周期长、电耗大等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：