由于鋰及鋰化合物具有特殊的性質(zhì)，近年來在國民生活中應(yīng)用越來越廣闊，在鋰離子電池這方面，國際國內(nèi)鈷資源有限，價格持續(xù)走高，導(dǎo)致傳統(tǒng)的鋰離子電池正極材料鈷酸鋰價格攀高，而作為新型的鋰離子電池正極材料磷酸亞鐵鋰，在眾多方面都表現(xiàn)非常優(yōu)秀，其理論克容量達到了170mA，電壓平臺穩(wěn)定在3.5V，循環(huán)性能優(yōu)秀等，具有眾多優(yōu)點的磷酸亞鐵鋰有望取代傳統(tǒng)的鈷酸鋰而成為新一代的鋰離子電池正極材料。
磷酸二氫鋰生產(chǎn)磷酸亞鐵鋰
從目前的磷酸亞鐵鋰生產(chǎn)來看，實施工業(yè)化生產(chǎn)的主要有兩種方法：(1)采用電池級碳酸鋰、磷酸二氫銨、草酸亞鐵三者混合高溫焙燒而成。(2)采用磷酸二氫鋰、三氧化二鐵在還原氣氛下高溫焙燒而成。方法(1)在焙燒時有大量氣體生成，而且氨氣回收不好將導(dǎo)致環(huán)境污染，環(huán)保過不了關(guān)，而且草酸亞鐵價格較高，成本不低；方法(2)采用了廉價的三價鐵，沒有氣體生成，物料較方法(1)少，工藝相對簡單得多，成本也低很多。所以綜合考慮，方法(2)比方法(1)的好，也不存在環(huán)境污染問題。從長遠來看，人們對環(huán)保要求越來越嚴格，而且隨著磷酸二氫鋰產(chǎn)能的增加，磷酸二氫鋰的價格也會逐漸下降，因此既環(huán)保又成本低廉的磷酸二氫鋰生產(chǎn)磷酸亞鐵鋰方法將成為主流。
磷酸二氫鋰也稱為“一代磷酸鋰”，能很好的溶解于水中，常溫下LiH2PO4飽和溶解度約為700g/L，溫度在100℃時，LiH2PO4飽和溶解度約為1150g/L，飽和溶液沸點約為120℃，吸濕性較強。
電池級磷酸二氫鋰的制備
本研究的目的是為了提供一種生產(chǎn)成本低、工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的電池級磷酸二氫鋰的制備方法。
利用單水氫氧化鋰與工業(yè)一級磷酸(質(zhì)量百分含量為85％)進行復(fù)分解反應(yīng)制備電池級磷酸二氫鋰的方法，該方法包括以下步驟：
(1)原料預(yù)處理：將單水氫氧化鋰加去離子水配制成Li2O＝60～80g/L的溶液，加熱至80～90℃，過濾分離得到氫氧化鋰精制液，將工業(yè)一級磷酸經(jīng)過濾分離得到磷酸精制液；
(2)復(fù)分解反應(yīng)：將磷酸精制液置于反應(yīng)釜中，控制攪拌速度在100～150轉(zhuǎn)/分，再緩慢加入氫氧化鋰精制液，控制加料速度為30～50升/分鐘，加熱升溫至60～85℃，控制溶液pH值為2.0～2.8，得到磷酸二氫鋰溶液；
LiOH+H3PO4→LiH2PO4+H2O
(3)在磷酸二氫鋰溶液中加入活性r-三氧化二鋁，加入量為磷酸二氫鋰溶液中的SO42-質(zhì)量的80～100倍，反應(yīng)6～10小時后過濾分離，除去SO42-，得到磷酸二氫鋰一次精制液；
(4)在磷酸二氫鋰一次精制液中加入精制劑，精制劑的加入量為溶液中Na含量的30～35倍，反應(yīng)4～8小時后過濾，除去Na，得到磷酸二氫鋰二次精制液；
(5)蒸發(fā)濃縮：將磷酸二氫鋰二次精制液濃縮至Li2O＝150～180g/L，得到磷酸二氫鋰濃縮漿液；
(6)冷卻結(jié)晶：將磷酸二氫鋰濃縮漿液在冷卻釜中冷卻，控制攪拌速度使?jié){液均勻攪拌，待溫度降到45～65℃后，得到磷酸二氫鋰冷卻漿液；
(7)產(chǎn)品分離、干燥、包裝：將冷卻到45～65℃的磷酸二氫鋰漿液離心分離，得到磷酸二氫鋰濕品，母液循環(huán)利用，將濕品于105～125℃下干燥2～3小時，密封包裝，得到電池級磷酸二氫鋰產(chǎn)品。