CN105349285B - 锂电材料用的清理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电材料用的清理剂，该清理剂包括稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液，稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1～1.2，咪唑啉类缓蚀剂为稀盐酸溶液质量的1‑3‰。上述锂电材料用的清理剂，包括稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液。稀盐酸溶液和过氧化氢溶液将呈固态的MnO2氧化锰物质还原成二价锰离子、三价钴离子还原成二价钴离子，从而破坏了沉积层的晶体结构，将沉积层之间的结合力、沉积层与地面之间的结合力破坏掉，对沉积层的溶解起到了协同作用，使得沉积层在清水下易于冲洗干净。

Description

锂电材料用的清理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及清理剂领域，特别地，涉及一种锂电材料用的清理剂。此外，本发明还涉及一种包括上述锂电材料用的清理剂的制备方法。
背景技术
在锂电材料生产中，采用湿化学沉淀方法生产锂电材料的车间，经常会进行溶剂化操作(溶解、搅拌、输送、离心、清洗等)，为方便溶剂化操作，车间地面、墙壁一般会进行防水处理。而且从车间5S管理和产品异物管控的角度考虑，车间的地面一般都做防水耐腐蚀耐磨的地坪处理。如环氧树脂地坪、聚氨酯地坪、聚脲地坪、水性硅PU地坪等。湿化学沉淀方法生产的锂电材料一般是镍钴锰三元前躯体、镍锰前躯体、镍钴前躯体、镍钴铝前躯体等。这些锂电材料在湿化生产线的反应釜、沉降槽、管道等储存容器中，存在的状态往往是以复合金属羟基氧化物颗粒为形态的悬浊液。在生产操作过程中(溶解、搅拌、输送、离心、清洗等)，这种悬浊液不可避免的会外流到地面上，由于液相沉积、结晶作用、沉降作用三种反应综合作用下，在地坪表面形成沉积污垢。外流到地面上的悬浊液中的复合金属羟基氧化物会在氧气的作用下形成复合金属氧化物。在由羟基氧化物转变成金属氧化物的时候，由于固液界面张力的原因，生成的金属氧化物会附着在固体表面形成金属氧化物膜。悬浊液中，由于颗粒的真密度在1.8-3.0g/cm3左右,颗粒的沉降力大于液体流动的剪应力，颗粒易于产生沉降作用，继续附着在固体表面，并且在氧气的作用下，逐渐产生晶型转变，生成尖晶石结构。在这个过程中，由于沉积污垢与地面的结合力比较强，同时沉积层发生了结晶生长作用，沉积物质非常难以清理。
清理固体表面的沉积污垢，一般的方法为溶解、磨蚀、剥落。采用一般物理清理的方式，只能磨蚀掉沉积物质表面沉积疏松层，无法将沉积物质清理干净，因此应该选择溶解的方法，才能有效彻底的清理。
发明内容
本发明提供了一种锂电材料用的清理剂及其制备方法，以解决锂电材料生产的沉积污垢不易清理的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种锂电材料用的清理剂，清理剂包括稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液，稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1～1.2，咪唑啉类缓蚀剂的加入量为稀盐酸溶液质量的1-3‰。
进一步地，稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1.1，咪唑啉类缓蚀剂的加入量为稀盐酸溶液质量的2‰。
进一步地，稀盐酸溶液的质量浓度为2％～10％，过氧化氢的质量浓度为2％～15％。
进一步地，咪唑啉类缓蚀剂选自环烷基咪唑啉缓蚀剂、咪唑啉的葵二酸盐、咪唑啉的季铵盐、咪唑啉的二硫脲中的一种。
进一步地，咪唑啉类缓蚀剂为环烷基咪唑啉缓蚀剂。
根据本发明的另一方面，还提供了一种锂电材料用的清理剂的制备方法，包括以下步骤：将稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液混合。
进一步地，混合的步骤为：在稀盐酸溶液中加入咪唑啉类缓蚀剂混合，再加入过氧化氢溶液混合。
本发明具有以下有益效果：上述锂电材料用的清理剂，包括稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液。稀盐酸溶液和过氧化氢溶液将呈固态的MnO2氧化锰物质还原成二价锰离子、三价钴离子还原成二价钴离子，从而破坏了沉积层的晶体结构，将沉积层之间的结合力、沉积层与地面之间的结合力破坏掉，对沉积层的溶解起到了协同作用，使得沉积层在清水下易于冲洗干净。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的锂电材料用的清理剂的制备方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明的优选实施例提供了一种锂电材料用的清理剂，清理剂包括稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液，稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1～1.2，咪唑啉类缓蚀剂为稀盐酸溶液质量的1-3‰。
使用时可将清理剂喷淋在沉积污垢表面，擦拭后，清水冲洗即可，或者使用抹布等沾取擦拭，清水冲洗。
在沉积污垢中，根据元素配比的不同，镍可以是+2和+3价，Co一般是+3价，Mn一般是+4价，呈如此化合态的金属离子形成复合金属氧化物。过氧化氢具有氧化性也有还原性，在碱性环境下可以将二价锰氧化为四价锰，在酸性环境下，可以将四价锰还原成二价锰离子。HCl+H2O2的酸性体系，可以促进H2O2将呈固态的MnO2氧化锰物质还原成二价锰离子，这样就破坏了沉积层的晶体结构，将沉积层之间的结合力和沉积层与地面之间的结合力破坏掉，将沉积污垢彻底清理干净。
同时，在酸性介质中三价钴与二价钴离子电对的电极电势大于氯与氯离子电对的电极电势，电池的电动势大于零，三价钴离子能把氯离子氧化成氯气。这样三价钴离子与氯离子的反应对沉积层的溶解起到了协同作用，加速了沉积层的清理效率。在镍钴、镍钴铝形成的沉积层中，清理剂清理作用主要是三价钴离子与氯离子的反应的溶解作用。
另外，在车间或实验室中，沉积污垢的形成范围往往是在容器设备或者输送设备周围。由于这些设备大部分都是碳钢或合金钢制品，盐酸和双氧水的混合溶液会对这些设备表面形成比较强的腐蚀作用，对设备形成损坏，因此不能使用盐酸和双氧水配成的混合溶液。但是在混合溶液中加入咪唑啉类缓蚀剂，缓蚀剂能够在金属制品表面形成保护层，防止盐酸和双氧水对金属的侵蚀。使用清理剂后，即会用清水将清理范围冲洗干净，因此，使用这种混合清理剂，能够在有效保证设备安全的前提下，达到高效彻底的清理。
在本申请的清理剂中，各组分的配比合适，不会对设备和操作器件造成过强的腐蚀，同时又具有有效合理的腐蚀清理作用，所以选择该配比。
本发明具有以下有益效果：上述锂电材料用的清理剂，包括稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液。稀盐酸溶液和过氧化氢溶液将呈固态的MnO2氧化锰物质还原成二价锰离子、三价钴离子还原成二价钴离子，从而破坏了沉积层的晶体结构，将沉积层之间的结合力、沉积层与地面之间的结合力破坏掉，对沉积层的溶解起到了协同作用，使得沉积层在清水下易于冲洗干净。
可选地，稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1.1，咪唑啉类缓蚀剂为稀盐酸溶液质量的2‰。在该配比下，清理剂的清理效果更好，对设备和操作器件造成腐蚀程度也更低。
可选地，稀盐酸溶液的质量浓度为2％～10％，过氧化氢的质量浓度为2％～15％。该浓度的稀盐酸溶液和过氧化氢，可保证清理的效果，同时腐蚀性较弱，进一步降低了对设备和操作器件的腐蚀程度。
可选地，咪唑啉类缓蚀剂选自环烷基咪唑啉缓蚀剂、咪唑啉的葵二酸盐、咪唑啉的季铵盐、咪唑啉的二硫脲中的一种。
可选地，咪唑啉类缓蚀剂为环烷基咪唑啉缓蚀剂。环烷基咪唑啉缓蚀剂，在使用过程中，不会在使用环境(车间或实验室)中引入其他金属杂质离子，从而可以防止异物污染。同时，防腐蚀效果也可以达到要求。
根据本发明的另一方面，还提供了一种锂电材料用的清理剂的制备方法，包括以下步骤：将稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液混合。
进一步地，参照图1，混合的步骤为：在稀盐酸溶液中加入咪唑啉类缓蚀剂混合，再加入过氧化氢溶液混合。咪唑啉类缓蚀剂溶液易于在酸液中混合，形成均匀的溶液。然后再加入过氧化氢溶液，搅拌均匀即可使用。清理剂中的组分混合更为均匀。
实施例1
1、配置2％的稀盐酸溶液；
2、在稀盐酸溶液中加入咪唑啉类缓蚀剂；
3、配置2％的过氧化氢溶液；
4、混合步骤2中得到的混合溶液和过氧化氢溶液，形成锂电材料用的清理剂。其中稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1，咪唑啉类缓蚀剂的加入量为稀盐酸溶液质量的1‰。
实施例2
1、配置6％的稀盐酸溶液；
2、在稀盐酸溶液中加入咪唑啉类缓蚀剂；
3、配置10％的过氧化氢溶液；
4、混合步骤2中得到的混合溶液和过氧化氢溶液，形成锂电材料用的清理剂。其中稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1.1，咪唑啉类缓蚀剂的加入量为稀盐酸溶液质量的2‰。
实施例3
1、配置10％的稀盐酸溶液；
2、在稀盐酸溶液中加入咪唑啉类缓蚀剂；
3、配置15％的过氧化氢溶液；
4、混合步骤2中得到的混合溶液和过氧化氢溶液，形成锂电材料用的清理剂。其中其中稀盐酸溶液和过氧化氢溶液的质量比为1:1.1，咪唑啉类缓蚀剂的加入量为稀盐酸溶液质量的2‰。
分别取实施例1～3的清理剂分别喷淋在同一设备面积相仿的不同沉积污垢，进行清理。其中实施例1的清理剂可在13min中，用清水彻底去除沉积污垢，实施例2的清理剂可在8min中，用清水彻底去除沉积污垢，实施例3的清理剂可在3min中，用清水彻底去除沉积污垢。可见本发明的锂电材料用的清理剂可有效去除沉积污垢，实施例2的为最佳实施例，其可快速的去除沉积污垢。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂电材料用的清理剂，其特征在于，所述清理剂由稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液组成，所述稀盐酸溶液和所述过氧化氢溶液的质量比为1:1～1.2，所述咪唑啉类缓蚀剂的加入量为所述稀盐酸溶液质量的1-3‰，所述稀盐酸溶液的质量浓度为2％～10％，所述过氧化氢的质量浓度为2％～15％。
2.根据权利要求1所述的锂电材料用的清理剂，其特征在于，所述稀盐酸溶液和所述过氧化氢溶液的质量比为1:1.1，所述咪唑啉类缓蚀剂的加入量为所述稀盐酸溶液质量的2‰。
3.根据权利要求1所述的锂电材料用的清理剂，其特征在于，所述咪唑啉类缓蚀剂选自环烷基咪唑啉缓蚀剂、咪唑啉的葵二酸盐、咪唑啉的季铵盐、咪唑啉的二硫脲中的一种。
4.根据权利要求3所述的锂电材料用的清理剂，其特征在于，所述咪唑啉类缓蚀剂为环烷基咪唑啉缓蚀剂。
5.一种如权利要求1～4中任一项锂电材料用的清理剂的制备方法，其特征在于，所述清理剂由稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液组成，所述清理剂的制备方法包括以下步骤：将稀盐酸溶液、咪唑啉类缓蚀剂和过氧化氢溶液混合。
6.根据权利要求5所述的锂电材料用的清理剂的制备方法，其特征在于，混合的步骤为：在稀盐酸溶液中加入咪唑啉类缓蚀剂混合，再加入过氧化氢溶液混合。
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