磷酸二氢锂 电池级

产品名称：磷酸二氢锂
英文名称：Lithium dihydrogen phosphate
牌号：LiH2PO4-01
级别：电池级
外观：白色结晶
CAS号：13453-80-0
分子式：LiH2PO4
分子量：103.92
含量 :99.5%
密度(g/cm3)：2.46

磷酸二氢锂的分离制备方法

氢氧化锂和/或碳酸锂与磷酸接触反应的温度为70-100℃,时间为0.5-5小时，所述接触反应的方式为使氢氧化锂和/或碳酸锂与磷酸和水混合均匀。

使磷原子与锂原子的摩尔比为1.01-1.20,水与理论生成的磷酸二氢锂的重量比为0.1-1。制得含有磷酸二氢锂的水溶液，将含有磷酸二氢锂的水溶

液冷却结晶，磷酸二氢锂的水溶液的浓度为60-90%。其特征在于，将含有磷酸二氢锂的水溶液中加入冷却剂，使其温度降至0-20℃结晶。
其中，冷却剂的加入量为磷酸二氢锂水溶液重量的3-30重量%。冷却剂为液氮和/或干冰。将结晶的磷酸二氢锂进行固液分离，将分离后的固体产

物洗涤并干燥。干燥的温度为50-100℃。洗涤采用乙醇作为洗涤剂，乙醇的用量为所述分离后固体产物重量的10-200重量%。进行上述加热蒸发、冷却结晶、分离、洗涤和干燥的步骤，如此循环，从而得到高纯度磷酸二氢锂。

目前，在锂电池常用的正极材料为钴酸锂(LiCoO2)、镍钴酸锂(LiNixCo?-xO?)、镍钴锰酸锂(LiNiCoyMn?-x-yO?)和锰酸锂(LiMn?O?)。它们具有较

高的导电性和锂离子脱嵌可逆性。
但是，它们在电池过充和过热时会与电解液发生剧烈反应，而放出大量的热量而导致电池失火甚至爆炸，因此，它们的安全性能较差，而且成本高。锰酸锂(LiMn?O?)虽然较为便宜和安全，可是它不仅放电容量较小，而且在高温条件下的循环寿命较差，其循环寿命无法满足实际使用的要求。橄榄石结构的磷酸亚铁锂以其价格便宜、理论比容量较高、理论比能量较高、热稳定性好、安全性能好、无吸湿性、对环境友好等优点，正受到人们的广泛关注，可望成为新一代 的可代替钴酸锂的锂离子二次电池的正极材料，并且非常适合用作大功率动力电池的正极材料。通常采用磷酸二氢锂(LiH?PO4)作为合成磷酸亚铁锂的原材料之一。由于磷酸亚铁锂本身的电子、离子导电率都很低，解决离子导电率低的方法
之一就是减小颗粒的粒径。因此LiH?PO?的颗粒直径对磷酸亚铁锂的颗粒直径的影响非常大，因此在合成磷酸亚铁锂时对磷酸二氢锂原料颗粒直径的要求也更加严格，通常需要该原料的颗粒直径小于10微米。另外磷酸二氢锂的粒径大小还会影响制备磷酸亚铁锂时原料混料的均匀性，颗粒越小，越有利干混料均匀。

磷酸二氢锂饱和度的影响因素
1.方法影响：磷酸二氢锂饱和度的测定方法影响磷酸二氢锂饱和度的准确性，不同测定方法可能产生不同的结果。
2.原料影响：磷酸二氢锂原料的纯度和晶体结构对饱和度有重要的影响。
3.电池正极材料的组织结构、晶体形貌等物理性质也会影响饱和度。

磷酸二氢锂测定方法
1.化学分析法：使用化学分析方法对样品进行分析，分析磷酸二氢锂含量。
2.实验室合成法：在实验室中合成样品，通过反应的产物质量推算磷酸二氢锂饱和度。
3.原位热解/质谱分析法：通过热解/质谱分析法直接测定磷酸二氢锂的含量。
总之，磷酸二氢锂饱和度是研究锂离子电池正极材料性能的重要参数，影响因素复杂，测定方法多样。对于电池正极材料的研究和制造工艺的优化具有重要的参考价值。

磷酸二氢锂制法一

在设有搅拌器、夹套中通有90℃循环水的反应器中，先后加入3升水、2239.1克纯度为99%的Li?CO?粉末和8093.6克浓度为85%的H?PO?溶液在800r/min的转速搅拌下反应1小时。
反应生成LiH?PO?的水溶液，继续加热将水蒸发，蒸发至该水溶液的浓度为80%,将溶液移至另外的设有搅拌器的反应器中，并在1200r/min的高速搅拌条件下迅速加入500克液氮，
反应液急速冷却至0℃,并产生LiH?PO?晶体颗粒。将含有该结晶的混合液离心分离，将分离后的固体产物倒入以1200r/min转速搅拌的7483克的乙醇溶液中洗涤，然后过滤， 在60℃下干燥5小时，将分离后的液体产物再进行两次与上述相同的蒸发，冷却结晶，固液分离，并将固体产物洗涤、干燥， 总共得到5726克LiH?PO4固体颗粒产品，颗粒直径D50为2.879。将所得产品的样品采用MASTERSIZER激光粒度分析仪进行颗粒直径分析，所得到产品的颗粒直径很小，D50为2.879,且颗粒直径的分布很窄，说明颗粒很均匀。
用日本JEOL公司生产的JSM-5600型扫描电子显微镜进行电镜扫描分析，所得到产品的颗粒粒度很小，且颗粒直径的分布很窄，说明颗粒很均匀。

磷酸二氢锂制法二

在设有搅拌器、夹套中通有98℃循环水的反应器中，先后加入5升水、2543.4克纯度为99%的LiOH·H?O粉末和7609.1克纯度为85%的H?PO?溶液，在800r/min的转速搅拌下反应2小时。反应生成LiH?PO?的水溶液，继续加热将水蒸发，蒸发至该水溶液的浓度为70%,将溶液移至另外的设有搅拌器的反应器中，并在1200r/min的高速搅拌条件下迅速加入500克液氮，反应液急速冷却至8℃,并产生LiH?PO4晶体颗粒。将含有该结晶的混合液离心分离，将分离后的固体产物倒入以1200r/min转速搅拌的9354克的乙醇溶液中洗涤，然后过滤， 在90℃下干燥3小时，将分离后的液体产物再进行两次与上述相同的蒸发，冷却结晶，固液分离，并将固体产物洗涤、干燥， 总共得到5676克LiH?PO4固体颗粒产品，颗粒直径D50为2.7微米。采用相同的方法测试所得到的产品，测试分析的结果所得到的LiH?PO?固体颗粒产品的颗粒直径很小，D50为2.7微米，且颗粒直径的分布很窄，说明颗粒很均匀。

磷酸二氢锂制法三

按照制法一描述的方式制备LiH?PO4固体颗粒产品，不同的是用1.2千克干冰取代500克液氮，将反应液急速冷却至10℃,总共得到5659克LiH?PO?固体颗粒，颗粒直径D50为4.5微米。
采用与制法一相同的方法测试所得到的产品，测试分析的结果所得到的LiH?PO4固体颗粒产品的颗粒直径很小，D50为4.5微米，且颗粒直径的分布很窄，说明颗粒很均匀。对比例1按照制法一描述的方式制备LiH?PO?固体颗粒产品，不同的是不使用冷冻剂进行冷却结晶，而是一直采用在夹套中通入98℃的循环水蒸除得到LiH?PO4固体颗粒，总共得到6033克LiH?PO?固体颗粒，颗粒直径D50为346微米。采用与制法一相同的方法测试所得到的产品，可见不使用冷却剂的方法制得的LiH?PO4固体颗粒产品的粒度非常大，粒度分布也很不均匀。将制法1-3与对比例1进行对比，采用本发明的方法所获得的LiH?PO4产品的颗粒直径很小，D50在5微米以下，且颗粒直径的分布很窄，颗粒均匀。