CN106044737A - 一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法 - Google Patents

一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106044737A
CN106044737A CN201610668766.6A CN201610668766A CN106044737A CN 106044737 A CN106044737 A CN 106044737A CN 201610668766 A CN201610668766 A CN 201610668766A CN 106044737 A CN106044737 A CN 106044737A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
phosphate
sodium
phosphoric acid
phosphate dihydrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610668766.6A
Other languages
English (en)
Inventor
吕霄
李民
吕宏
白皓
吴晓鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEBEI ANZ NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
HEBEI ANZ NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HEBEI ANZ NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HEBEI ANZ NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610668766.6A priority Critical patent/CN106044737A/zh
Publication of CN106044737A publication Critical patent/CN106044737A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/37—Phosphates of heavy metals
    • C01B25/375—Phosphates of heavy metals of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法，所述方法包括如下步骤：首先配制磷酸溶液，将二价铁盐缓慢溶于所述酸液中，再加入氧化剂进行氧化，最后缓慢加入磷酸钠溶液，或者先加入磷酸钠溶液后再缓慢加入氧化剂进行氧化，之后加温进行反应，所得沉淀物为二水磷酸铁，经清洗过滤后脱水，即为无水磷酸铁。清洗排放液体为硫酸钠(芒硝)溶液，经回收结晶后可成为附加固体产品。

Description

一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法
技术领域
本发明属于新能源电池材料领域，具体涉及一种电池级无水磷酸铁的制备方法。
背景技术
随着新能源产业以及动力电池的大力发展，正极材料磷酸铁锂以及上游材料磷酸铁的工业化也十分火热。磷酸铁的稳定工业化生产在作为磷酸铁锂正极材料中表现的较好的电化学性能正逐步取代草酸亚铁而成为主流的骨架材料。目前工业中制备磷酸铁方法基本是两类，一类是使用单质铁粉与硫酸反应制备，生产工艺不安全，而且硫酸的回用等问题对环境的污染很大，越来越不适应环保要求。第二类是使用亚铁溶液氧化后与磷酸氢铵或者是磷酸与氨水加热反应，反应过程中有氨气释放，而且排放物中还有氨氮物质，同样面临着环境问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种工艺简单、生产成本低、产品纯度高，环境友好的高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法。
本发明提供一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法，所述方法包括以下步骤：
1)配制磷酸溶液，将浓磷酸加水稀释到3％～6％，并且控制pH范围在1.2～1.8之间；
2)将二价铁盐缓慢溶于所述酸液中形成溶液；
3)向步骤2)的溶液中加入氧化剂进行氧化，再缓慢加入磷酸钠溶液，或者向步骤2)的溶液中先加入磷酸钠溶液后再缓慢加入氧化剂进行氧化，之后进行升温反应，所得沉淀物为二水磷酸铁；以及
4)将步骤3)的二水磷酸铁清洗过滤后脱水，即为无水磷酸铁。
在一个实施方式中，上述方法步骤1)中的所述浓磷酸可以是85％的工业浓磷酸。
在一个实施方式中，上述方法步骤2)中的所述二价铁盐为七水硫酸亚铁。
在一个实施方式中，所述七水硫酸亚铁与所述磷酸的摩尔比范围是1:0.3～0.4，优选1:0.35。
在一个实施方式中，上述方法步骤3)中的所述氧化剂为双氧水，优选为30％的双氧水水溶液。所述七水硫酸亚铁与双氧水中的过氧化氢的摩尔比范围为1:0.5～0.8。
在一个实施方式中，所述磷酸钠溶液为十二水磷酸钠配制的溶液，浓度范围为14.5％～16.5％，优选15.0％～15.5％。所述七水硫酸亚铁与十二水磷酸钠的摩尔比范围为1:0.67～0.8。
在一个实施方式中，上述方法步骤3)中的反应温度为50℃～90℃，反应时间为2-4小时。
在一个实施方式中，上述方法步骤4)中，使二水磷酸铁清洗过滤后在550℃±10℃下进行脱水。
在一个实施方式中，上述方法进一步包括将步骤4)中清洗二水磷酸铁的清洗排放液体(即为硫酸钠(芒硝)溶液)经回收结晶制得附加固体产品的步骤。
优选地，上述反应的反应方程式如下：
6FeSO4·7H2O+2H3PO4+3H2O2+4Na3PO4·12H2O＝6FePO4·2H2O↓+6Na2SO4·10H2O+24H2O
本发明的方法具有以下优点：
1.根据本发明中的反应，1mol七水硫酸亚铁只需要0.33mol的磷酸即可，配料中减少了酸的使用，本发明中使用磷酸既可以作为酸液，又可以提供部分PO4 3-。
2.本发明中使用磷酸钠代替氨水等pH调节剂，既可以提供碱性环境，又可以提供部分PO4 3-，1mol七水硫酸亚铁只需要0.67mol的磷酸钠反应，而且反应中生成的硫酸钠结晶后，有很好的经济价值。
3.对环境友好，生产中无氨气释放，排放中无氨氮物质。
因此，通过本发明的方法生产磷酸铁，在整个工艺减少了磷酸的使用，具有反应稳定、可控性强、工艺流程简易、无污染物生成、产物可回收利用、生成物纯度高以及投入成本低等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1：
1.将38.44g的工业85％浓磷酸溶于0.8kg的水，配制成酸液，可适量调节水量并控制酸液的pH值范围为1.2～1.8；
2.向上述酸液中加入278g七水硫酸亚铁，搅拌均匀后在溶液中缓慢加入56.67g的30％的双氧水进行氧化，温度范围35℃～50℃；
3.将253g的十二水磷酸钠加入到1.4kg的水中配成磷酸钠溶液，并缓慢加入上述溶液中，反应出现白色沉淀，并继续升温到50～90℃保温2～4小时；
4.将上述白色沉淀清洗、过滤后放入气氛炉中加温到550℃±10℃脱水，脱水后的沉淀物为磷酸铁粉末，清洗液结晶后再次利用。
实施例2：
1.将19.22g的工业85％磷酸溶于0.4kg的水，配制成酸液，可适量调节水量并控制酸液的pH值范围为1.2～1.8；
2.向上述酸液中加入139g七水硫酸亚铁并搅拌均匀；
3.将126.67g的十二水磷酸钠加入到0.7kg的水中配成磷酸钠溶液，并缓慢加入上述溶液中；
4.然后向溶液中缓慢加入28.3g的30％双氧水进行氧化，反应出现白色沉淀，并升温到50～90℃保温2～4小时；
5.将上述白色沉淀清洗、过滤后放入气氛炉中加温到550℃±10℃脱水，脱水后的沉淀物为磷酸铁粉末，清洗液结晶后再次利用。
本发明的保护范围并不仅限于以上实施例，应包括权利要求书中的全部内容，而且本领域技术人员从以上的实施例即可实现权利要求中的全部内容。

Claims (9)

1.一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法，所述方法包括以下步骤：
1)配制磷酸溶液，将浓磷酸加水稀释到3％～6％，并且控制pH范围在1.2～1.8之间；
2)将二价铁盐缓慢溶于所述磷酸溶液中形成溶液；
3)向步骤2)的溶液中加入氧化剂进行氧化，再缓慢加入磷酸钠溶液，或者先加入磷酸钠溶液后再缓慢加入氧化剂进行氧化，之后进行加温反应，所得沉淀物为二水磷酸铁；以及
4)将步骤3)的二水磷酸铁清洗过滤后脱水，即为无水磷酸铁。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中的所述二价铁盐为七水硫酸亚铁。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述七水硫酸亚铁与磷酸的摩尔比范围是1:0.3～0.4，优选1:0.35。
4.如权利要求2所述的方法，其中，步骤3)中的所述氧化剂为双氧水，所述磷酸钠溶液为十二水磷酸钠配制的溶液。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述氧化剂为30％的双氧水水溶液。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述七水硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比范围是1:0.5～0.8，所述七水硫酸亚铁与所述十二水磷酸钠的摩尔比范围是1:0.67～0.8。
7.如权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中的反应温度为50℃～90℃，反应时间为2-4小时。
8.如权利要求1所述的方法，其中，步骤4)中的二水磷酸铁在550℃±10℃下进行脱水。
9.如权利要求1所述的方法，其中，步骤4)中清洗二水磷酸铁的清洗排放液体为硫酸钠溶液。
CN201610668766.6A 2016-08-15 2016-08-15 一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法 Pending CN106044737A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610668766.6A CN106044737A (zh) 2016-08-15 2016-08-15 一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610668766.6A CN106044737A (zh) 2016-08-15 2016-08-15 一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106044737A true CN106044737A (zh) 2016-10-26

Family

ID=57480759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610668766.6A Pending CN106044737A (zh) 2016-08-15 2016-08-15 一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106044737A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106882780A (zh) * 2017-04-05 2017-06-23 河南省净寰新能源科技有限公司 一种电池级磷酸铁微粉的制备方法
CN110482512A (zh) * 2019-07-12 2019-11-22 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种电池级磷酸铁的制备方法
CN110562946A (zh) * 2019-08-08 2019-12-13 安徽昶源新材料股份有限公司 一种电池级片状结构无水磷酸铁及其制备方法
CN110562947A (zh) * 2019-08-08 2019-12-13 安徽昶源新材料股份有限公司 一种阳离子金属除杂剂及其应用
CN111115604A (zh) * 2020-01-03 2020-05-08 博创宏远新材料有限公司 一种碳掺杂磷酸铁的制备方法
CN112811405A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 林州市赋通新能源材料科技有限公司 一种可控形貌的磷酸铁制备方法
CN113336212A (zh) * 2021-07-08 2021-09-03 河南佰利新能源材料有限公司 一种母液回用制备磷酸铁的方法
CN114516624A (zh) * 2021-12-17 2022-05-20 北京泰丰先行新能源科技有限公司 一种形貌可控的磷酸铁及其制备方法以及一种磷酸铁锂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462704A (zh) * 2008-12-29 2009-06-24 刘世琦 超微细电池级正磷酸铁的生产方法
CN101531355A (zh) * 2009-04-22 2009-09-16 广西大学 以钛白粉副产物硫酸亚铁制备高纯磷酸铁的方法
WO2012023439A1 (ja) * 2010-08-18 2012-02-23 株式会社 村田製作所 リン酸鉄の製造方法、リン酸鉄リチウム、電極活物質、及び二次電池
CN104276563A (zh) * 2014-10-08 2015-01-14 徐越峰 一种磷酸铁的制备方法
CN104627974A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 洪雅县雅星生物科技有限公司 一种电池级磷酸铁的生产方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462704A (zh) * 2008-12-29 2009-06-24 刘世琦 超微细电池级正磷酸铁的生产方法
CN101531355A (zh) * 2009-04-22 2009-09-16 广西大学 以钛白粉副产物硫酸亚铁制备高纯磷酸铁的方法
WO2012023439A1 (ja) * 2010-08-18 2012-02-23 株式会社 村田製作所 リン酸鉄の製造方法、リン酸鉄リチウム、電極活物質、及び二次電池
CN104627974A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 洪雅县雅星生物科技有限公司 一种电池级磷酸铁的生产方法
CN104276563A (zh) * 2014-10-08 2015-01-14 徐越峰 一种磷酸铁的制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106882780A (zh) * 2017-04-05 2017-06-23 河南省净寰新能源科技有限公司 一种电池级磷酸铁微粉的制备方法
CN110482512A (zh) * 2019-07-12 2019-11-22 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种电池级磷酸铁的制备方法
CN110562946A (zh) * 2019-08-08 2019-12-13 安徽昶源新材料股份有限公司 一种电池级片状结构无水磷酸铁及其制备方法
CN110562947A (zh) * 2019-08-08 2019-12-13 安徽昶源新材料股份有限公司 一种阳离子金属除杂剂及其应用
CN111115604A (zh) * 2020-01-03 2020-05-08 博创宏远新材料有限公司 一种碳掺杂磷酸铁的制备方法
CN112811405A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 林州市赋通新能源材料科技有限公司 一种可控形貌的磷酸铁制备方法
CN113336212A (zh) * 2021-07-08 2021-09-03 河南佰利新能源材料有限公司 一种母液回用制备磷酸铁的方法
CN114516624A (zh) * 2021-12-17 2022-05-20 北京泰丰先行新能源科技有限公司 一种形貌可控的磷酸铁及其制备方法以及一种磷酸铁锂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106044737A (zh) 一种高纯度电池级无水磷酸铁的制备方法
CN108609595A (zh) 磷酸铁及其制备方法和应用
CN104201340B (zh) 一种锂离子电池材料钒酸锂的制备方法
CN108101014A (zh) 用黄磷副产磷铁渣制备磷酸铁的方法
CN103825024B (zh) 一种电池级磷酸铁及其制备方法
CA2447681A1 (en) Vanadium redox battery electrolyte
CN103341346A (zh) 一种锰铁氧体纳米颗粒与石墨烯复合物的制备方法
CN102745662B (zh) 一种非晶态磷酸铁的制备方法
CN103219514B (zh) 一种工业变性淀粉辅助制备碳复合磷酸亚铁锂微纳粉体的方法
JP6309808B2 (ja) リチウムと、ニオブ酸のペルオキソ錯体とを含有する溶液と、その製造方法
CN108862226A (zh) 一种高纯度电池级磷酸铁的制备方法
CN102244246B (zh) 磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法
CN103022491A (zh) 锂离子电池正极材料磷酸铁锂前驱体的制备方法
CN112142028A (zh) 一种磷酸锰的制备方法
CN105449207A (zh) 一种磷酸铁锰的制备方法及产品
CN103606700A (zh) 一种充放电性能良好的锂离子电池
CN108511700A (zh) 多金属掺杂磷酸铁锂/碳复合材料及制备方法
CN109928375B (zh) 一种利用磷酸二氢钙制备磷酸铁的方法
CN103904343A (zh) 全钒氧化还原液流电池用电解液的制备方法
CN107473196A (zh) 一种连续生产电池级高压实密度纳米磷酸铁的方法
CN107244668A (zh) 一种高密度高电化学比容石墨烯及其制备方法和应用
CN107265425B (zh) 利用含锂铝质岩制备磷酸锂的方法
CN103956464B (zh) 一种常压水相合成掺石墨烯纳米富锰磷酸亚铁锂的方法
CN109346708B (zh) 一种电池级碳包覆的磷酸亚铁的制备方法
CN107706407B (zh) 一种纯相锂离子电池负极材料Mo4O11的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161026

RJ01 Rejection of invention patent application after publication