RU2760024C2 - Способ получения оксида лития - Google Patents

Способ получения оксида лития Download PDF

Info

Publication number
RU2760024C2
RU2760024C2 RU2019120011A RU2019120011A RU2760024C2 RU 2760024 C2 RU2760024 C2 RU 2760024C2 RU 2019120011 A RU2019120011 A RU 2019120011A RU 2019120011 A RU2019120011 A RU 2019120011A RU 2760024 C2 RU2760024 C2 RU 2760024C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
paragraphs
lithium
reaction
lithium oxide
Prior art date
Application number
RU2019120011A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019120011A3 (ru
RU2019120011A (ru
Inventor
Райнер ДИТЦ
Йоханнес ВИЛЛЕМС
Дитер ХАУК
Ульрих ВИТЕЛЬМАНН
Original Assignee
Альбемарл Джермани Гмбх
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 Альбемарл Джермани Гмбх filed Critical Альбемарл Джермани Гмбх
Publication of RU2019120011A publication Critical patent/RU2019120011A/ru
Publication of RU2019120011A3 publication Critical patent/RU2019120011A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2760024C2 publication Critical patent/RU2760024C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00—Lithium compounds
    • C01D15/02—Oxides; Hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/14—Compositions for glass with special properties for electro-conductive glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
    • 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
    • C01P2006/20—Powder free flowing behaviour
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии производства оксида лития для получения чистых растворов гидроксида лития, либо для получения стекол, стеклокерамики или кристаллической керамики, например литиево-ионной проводящей керамики. Оксид лития получают из карбоната лития и элементарного углерода или углеродного источника, который дает элементарный углерод, при температуре в диапазоне от 720°C до 1200°C, при этом реакцию осуществляют при практически полном исключении кислорода в одном или более резервуарах, имеющих контактирующие с продуктом поверхности, выбранные из группы, состоящей из стеклоуглерода, алюмината лития, покрытой углеродом керамики, С-покрытого кварцевого стекла и тантала. Изобретение обеспечивает получение порошкового оксида лития высокой чистоты экономичной технологией. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 пр.

Description

Изобретение относится к экономичному способу получения порошкового оксида лития и его применению.
В настоящее время оксид лития применяется в качестве сырьевого материала для производства стекол, стеклокерамики, керамики и положительных электродов в литиевых батарейках. Дополнительно, он применяется для производства гидроксида лития.
Оксид лития получают путем горения металлического лития в атмосфере, содержащей кислород. Данные способ является неэкономичным, поскольку он начинается с металлического лития, который получают посредством энергозатратного электролиза расплавленных солей.
Li2O дополнительно получают путем термического разложения пероксида лития, Li2O2, при 300-400°C. Также данный способ является экономически невыгодным, поскольку это двухэтапный способ, для которого требуется гидроксид лития и вредный оксилительный агент - пероксид водорода - в качестве исходных материалов.
Наконец известны способы, которые начинаются с химического реагента на основе лития - карбоната лития. Путем термического разложения при около 1000°C, т.е. из расплавленного карбоната лития, в платиновых тиглях при давлении максимум 2000 микрометров ртутного столба получают оксид в форме комочков по
Li2CO3 → Li2O+CO2 (1),
которые необходимо помолоть перед дальнейшим применением (D. S. Applegate, R. B. Poeppel in: Advances in Ceramics, Vol. 25, "Fabrication and properties of lithium ceramics", ed. I. J. Hastings and G. W. Hollenberg, 1989, 111-116). При очень низком давлении <10-5 Тор термическое разложение также происходит при температуре ниже температуры плавления Li2CO3 в 720°C (T. Takahashi, H. Watanabe, Fusion Eng. Design 8 (1989) 399-405). Однако таких низких давлений нельзя достичь в технических аппаратах экономичным путем.
Дополнительно, известно восстановление карбоната лития в температурном диапазоне от 400 до 725°C с помощью газообразного водорода по
Li2CO3+H2 → Li2O+H2O+CO (2)
(JP 2014047117 A). Данный способ имеет связанные с безопасностью недостатки в связи с применением взрывоопасного газообразного водорода при высоких температурах.
Наконец, в качестве восстановительного агента для карбоната лития применяют технический углерод (J.-W. Kim, H.-G. Lee, Metallurgical Mat. Trans. B, 32B (2001) 17-24). Углетермическое разложение не требует вакуума, но происходит в потоке газообразного аргона и происходит быстро при температурах выше около 720°C по следующей реакции в алюминиевых тиглях:
Li2CO3+C → Li2O+2CO (3)
Недостатком в данном случае является сильный коррозионный эффект карбонатного расплава по отношению к алюминию, применяемому в качестве материала резервуара, что было обнаружено в собственных экспериментах авторов (см. Сравнительные примеры). Масса тигля уменьшается в связи с образованием LiAlO2. Не имеет место пассивирование стенок тигля. Оксид лития регулярно загрязняется LiAlO2. По этой причине алюминиевые тигли не могут применяться для получения высокочистого оксида лития. Углетермическое разложение c применением кокса, древесного угля, активированного угля, сахара, синтетического графита и тому подобного также происходит при температурах выше 500°C, но ниже 720°C, т.е. избегая при этом плавления карбоната лития (JP 2012121780 A). В данном случае ожидается относительно большая длительность реакции. Аналогично, карбонат лития, запечатанный в полимерную смолу, восстанавливают до зернистого оксида лития в температурном диапазоне от 600 до 700°C (JP 11209122 A). Недостатками являются большая длительность реакции, по меньшей мере 6 часов, и факт, что оксид получают в зернистой форме. Для дальнейшего применения, например для получения материала для электродов литиевых батареек, продукт необходимо заранее помолоть.
Целью изобретения является предложить простой и одноэтапный способ с применением основного сырьевого материала - карбоната лития, с помощью которого можно получить порошковый оксид лития высокой чистоты при экономичных и простых условиях реакции.
Согласно изобретению цель достигается с помощью способа, при котором карбонат лития реагирует с элементарным углеродом или углеродным источником, который дает элементарный углерод, при условиях реакции, в интервале температур от 720 до 1200°C, причем реакция происходит при практически полном исключении кислорода, и реакция проводится в резервуарах, контактирующие с продуктом поверхности которых являются коррозионно-стойкими к реагентам и продуктам. Реакция проводится либо при пониженном давлении, например, «техническом вакууме» (т.е. в диапазоне давлений от 0,1 до 50 мбар), либо в атмосфере газа, инертного или практически инертного по отношению к углероду, при давлениях от около 0,5 до 2 бар. В качестве атмосферы инертного газа применяют предпочтительно азот или благородные газы (предпочтительно аргон), или смеси благородных газов.
В качестве источника элементарного углерода применяют органические материалы или смеси органических материалов, выбранные из группы, состоящей из сахара, метана, крахмала, целлюлозы, парафинового воска и бензина.
Для достижения удовлетворительной скорости реакции, также с коммерческой точки зрения, реакция происходит при температуре выше температуры плавления карбоната лития, т.е. выше около 720-730°C. Предпочтительно, температура реакции находится в диапазоне от 800 до 950°C. При данных условиях наблюдается, как правило, длительность реакции менее чем 5 ч, предпочтительно, менее чем 3 ч. При 900°C длительность реакции составляет около 30 минут согласно термогравиметрическим анализам. Элементарный углерод применяется в порошковой форме. Применяют предпочтительно коммерчески доступный технический углерод или активированный уголь, например, печную сажу (технический углерод для автомобильных шин), а именно Carbon Black N220 и N110, газовую сажу, а именно Timcal C45, проводящую сажу или термическую сажу, а именно N990 Thermal Carbon Black. Данные углероды содержат до 1 мас.% серы и до 2 мас.% кремния. Коммерчески доступный, недорогой технический углерод, полученный из бензина, для автомобильных шин, также особо пригоден при следующем примесном составе: 2300 м.д. Na, 1900 м.д. S, 200 м.д. Ca, 100 м.д. Fe, около 1 мас.% Si. Неожиданно было обнаружено, что упомянутые примеси можно в большой мере отделить во время приготовления водных растворов гидроксида лития по изобретению с помощью простых способов разделения жидких и твердых веществ, например, с помощью фильтрации или центрифугирования.
В качестве восстановительного агента вместо элементарного углерода применяют органический углеродсодержащий материал. Органические материалы полностью коксуются до элементарного углерода и летучих побочных продуктов при выше изложенных неокислительных (исключение кислорода) высокотемпературных условиях. Элементарный углерод, применяющийся как таковой или образованный при условиях реакции в результате термического разложения органических материалов (коксование), применяется в стехиометрическом молярном соотношении карбоната лития к углероду от 1:0,5 до 1:1,5.
Неожиданно было обнаружено, что продукт реакции - оксид лития, хотя образованный из расплава карбоната лития, получают в виде текучего порошка. Следовательно, для дальнейшего применения не нужно переводить продукт реакции в удобоваримую форму с помощью дробления или помола.
Чтобы избежать загрязнений в продукте, а также с точки зрения затрат, необходимо проводить реакцию в реакционных сосудах, чьи контактирующие с продуктом поверхности в большой степени инертны по отношению к реагентам, а также продуктам реакции, и являются устойчивыми к длительной коррозии. Например, в качестве таких устойчивых конструкционных материалов применяют стеклоуглерод, алюминат лития или керамику, покрытую углеродом, например, C@Quartz. Реакция может проводиться в реакционных сосудах, у которых контактирующие с продуктом стенки реакционного сосуда состоят из затвердевшей расплавленной соли. Дополнительно, тантал обладает умеренной стабильностью. Снова неожиданно было обнаружено, что тигли из стеклоуглерода являются коррозионно-устойчивыми по отношению к расплаву карбоната лития и образованному оксиду лития. Это было неожиданным, поскольку известно, что углерод при высоких температурах восстанавливает карбонат лития с образованием оксида лития и, следовательно, расходуется по Ур. 3. В экспериментах авторов было обнаружено, что металлические материалы, как правило, непригодны. Например, титановые тигли крошатся уже после первого применения. Тантал, с другой стороны, обладает ограниченной устойчивостью.
В самом простом случае, реакцию проводят при статических условиях, т.е. без перемешивания или перемещения. Предпочтительно, реакцию проводят в реакторе с подвижным слоем катализатора. С этой целью, реакционную смесь доводят во вращающемся реакторе или реакторе с циркулирующим кипящим слоем до необходимой температуры и оставляют реагировать до, соответственно, продукта - оксида лития. При условиях гомогенизации возможно дополнительно увеличить скорость реакции.
Также, возможно смесь углерода и карбоната лития превратить в жидкость в охлаждаемом извне реакционном пространстве с помощью индукционного нагревания, и, следовательно, позволить прореагировать двум реагентам. В связи с внешним охлаждением образуется слой замороженного расплава, таким образом, расплавленная реакционная смесь, которая непрерывно прокачивается или проталкивается по реакционному сосуду, не контактирует с материалом резервуара (например, медью). Данная методика известна под термином «гарнисажный метод».
Реакционная смесь по изобретению, содержащая оксид лития, применяется, например, для получения раствора чистого гидроксида лития посредством растворения продукта реакции в воде. Количество воды выбирают так, чтобы продукт реакции - гидроксид лития (LiOH) - имел концентрацию по меньшей мере 8 мас.%. Предпочтительно, концентрация LiOH составляет по меньшей мере 9 мас.%. Любой избыточный углерод нерастворим в воде, поэтому его легко удаляют с помощью фильтрации или центрифугирования. Неожиданно было обнаружено, что больше примесей, а именно кремния, внесенного углеродным источником или серой, превращаются в водонерастворимые продукты, так что они также отделяются с помощью простых способов разделения жидких и твердых веществ. Таким образом получают раствор чистого гидроксида лития, из которого, с помощью известных способов, получают чистый твердый гидроксид лития или моногидрат гидроксида лития. Чистота 10%-ного раствора LiOH, полученного по способу по изобретению, предпочтительно составляет по меньшей мере 99,8 мас.%. Концентрации примесных кремния и серы, внесенных главным образом углеродным источником, составляют предпочтительно не более чем 0,05 и 0,1 мас.%, соответственно, от содержания LiOH. Примеси дополнительно удаляют с помощью последующей кристаллизации LiOH×H2O. Оксид лития по изобретению применяют для получения катодных материалов (материалов для положительного электрода) для литиевых батареек и для получения стекол, стеклокерамики или кристаллической керамики. Особенно предпочтительным является применение в литиевых проводящих стеклах, стеклокерамике или керамике. Такие материалы, например, LLZO (литий-лантан-цирконий оксид со структурой граната) обладают литиевой проводимостью по меньшей мере 10-5 См/см при комнатной температуре (КТ).
Пример 1. Получение оксида лития с помощью углетермического разложения карбоната лития в стеклоуглеродном тигле
8,6 г Li2CO3 (116 ммоль) вместе с 1,4 г C (Carbon Black N220, 116 ммоль C) помещают в бутылку з резьбой по стандарту ISO, перемешивают на валках и наполняют ею тигель, сделанный из стеклоуглерода; высота слоя составляет 0,75 см.
Тигель в трубе из кварцевого стекла непрерывно продувают 50 л N2/час и нагревают до 900°C в трубчатой печи. Спустя 4 часа начинают охлаждение.
Полученный продукт представляет собой: 3,4 г (100% от теоритического) порошка светло-серого цвета. Общее содержание основных ионов (ацидиметрическое титрование) дает следующие результаты: 66,1 ммоль OH-/г, соответствующей 98,8% Li2O. Следущие примеси обнаружены с помощью ИСП (индуктивно-связанной плазмы): 0,50% мас. Si; 0,35 мас.% S; 0,03 мас.% Na; 0,03 мас.% Ca; 0,005 мас.% Al.
Общий органический углерод (ТОС): 0,1 мас.% С, и РФА: пики только для Li2O.
Распределение частиц по размерам (измерение с помощью Mastersizer 3000 из Malvern Instruments):
D10=30 мкм
D50=69 мкм
D90=163 мкм
Никакого измеримого изменения массы тигля не наблюдается; разница в массе составляет <0,01 г. Тот же тигель применяли для следующих 10 экспериментов без какого-либо наблюдаемого разрушения микроструктуры или изменения массы.
Пример 2. Получение водного раствора чистого гидроксида лития из оксида лития
2,1 г продукта из Примера 1 растворяют в 31,0 г воды, а нерастворимый остаток отфильтровывают. Прозрачный бесцветный фильтрат анализируют:
Общее содержание основных ионов (ацидиметрическое титрование): 4,25 ммоль/г, соответствующее 10,2 мас.% LiOH (97% от теоритического).
Титрование карбоната: 0,15 мас.% Li2CO3.
Следующие примеси обнаружены с помощью ИСП анализа раствора:
8 м.д. Fe; Na, K < 10 м.д.; 60 м.д. S; 14 м.д. Si.
Чистота образованного гидроксида лития составляет около 99,9% (от содержащегося твердого LiOH).
Экстраполировав на используемый оксид лития, основные примеси, таким образом, были уменьшены на:
Si: 96%
S: 73%
Сравнительный пример 1: Получение оксида лития с помощью углетермического разложения карбоната лития в тигле Alox
Аналогично Примеру 1, смесь 8,6 г порошкового карбоната лития и 1,6 г технического углерода, типа N220, реагирует при 900°C с образованием оксида лития в тигле, сделанном из Al2O3.
Продукт реакции содержит 0,34 мас.% Al. Для сравнения, продукт, полученный в стеклоуглеродном тигле - только 0,005 мас.% Al. 0,05 мас.% массы тигля расходуется на коррозию. В последующих экспериментах наблюдаются аналогичные скорости расхода. Следовательно, не имеет место пассивирование поверхности.
Сравнительный пример 2. Получение оксида лития с помощью углетермического разложения карбоната лития в покрытом титаном тигле
Дно стеклоуглеродного тигля выстилают титановой фольгой, и сверху добавляют гомогенизированную смесь, состоящую из 8,6 г карбоната лития и 1,6 г технического углерода типа N 220. Реакционная смесь реагирует с образованием оксида лития при тех же условиях, которые описаны в Примере 1.
Фольга становится белой и хрупкой в ходе реакции. Она распадается уже при небольшом механическом напряжении и не может быть полностью отделена от образованного Li2O.

Claims (23)

1. Способ получения порошкового оксида лития из карбоната лития и элементарного углерода или углеродного источника, который дает элементарный углерод, при условиях реакции, содержащих температуру в диапазоне от 720°C до 1200°C, отличающийся тем, что реакция происходит при практически полном исключении кислорода, и реакция проводится в одном или более резервуарах, имеющих контактирующие с продуктом поверхности, выбранные из группы, состоящей из стеклоуглерода, алюмината лития, покрытой углеродом керамики, С-покрытого кварцевого стекла, и тантала.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементарный углерод реагирует с карбонатом лития при стехиометрическом соотношении карбоната лития к углероду от 1:0,5 до 1:1,5.
3. Способ по любому одному из пп. 1, 2, отличающийся тем, что элементарный углерод применяют в виде технического углерода или активированного угля, характеризующегося содержанием серы до 1 мас.% и содержанием кремния до 2 мас.%.
4. Способ по любому одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве источника элементарного углерода применяют органические материалы или смеси органических материалов, выбранные из группы, состоящей из сахара, метана, крахмала, целлюлозы, парафинового воска и бензина.
5. Способ по любому одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что температура находится в диапазоне от 800°C до 950°C.
6. Способ по любому одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что реакция проводится при атмосфере инертного газа при давлении в диапазоне от около 0,01 бар до около 2 бар, причем атмосферу инертного газа выбирают из группы, состоящей из азота, благородных газов, и любых смесей из двух или более из вышеупомянутых.
7. Способ по любому одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что реакция проводится в реакторе с подвижным слоем катализатора.
8. Способ по любому одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что реакция проводится во вращающемся реакторе или реакторе с циркулирующим кипящим слоем.
9. Способ по любому одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что порошковый оксид лития растворяют в воде для получения раствора гидроксида лития, причем количество воды выбирают так, чтобы гидроксид лития (LiOH) имел концентрацию по меньшей мере 8 мас.%, и чтобы нерастворимые примеси удалялись с помощью фильтрации или центрифугирования.
10. Способ по любому одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что порошковый оксид лития получают в виде текучего порошка, без дробления или помола.
11. Способ по любому одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что реакция происходит при условиях вакуума при давлении в диапазоне от 0,1 мбар до 50 мбар.
12. Способ получения порошкового оксида лития из карбоната лития и элементарного углерода или углеродного источника, который дает элементарный углерод, при условиях реакции, содержащих температуру в диапазоне от 720°C до 1200°C, отличающийся тем, что реакция происходит при практически полном исключении кислорода и что реакция проводится в реакторе с подвижным слоем катализатора, имеющем контактирующие с продуктом поверхности, которые являются коррозионно-стойкими к реагентам и продуктам.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что элементарный углерод реагирует с карбонатом лития при стехиометрическом соотношении карбоната лития к углероду от 1:0,5 до 1:1,5.
14. Способ по любому одному из пп. 12, 13, отличающийся тем, что элементарный углерод применяют в виде технического углерода или активированного угля, характеризующегося содержанием серы до 1 мас.% и содержанием кремния до 2 мас.%.
15. Способ по любому одному из пп. 12-14, отличающийся тем, что в качестве источника элементарного углерода применяют органические материалы или смеси органических материалов, выбранные из группы, состоящей из сахара, метана, крахмала, целлюлозы, парафинового воска и бензина.
16. Способ по любому одному из пп. 12-15, отличающийся тем, что температура находится в диапазоне от 800°C до 950°C.
17. Способ по любому одному из пп. 12-16, отличающийся тем, что реакция проводится при атмосфере инертного газа при давлении в диапазоне от около 0,01 бар до около 2 бар, причем атмосферу инертного газа выбирают из группы, состоящей из азота, благородных газов, и любых смесей из двух или более из вышеупомянутых.
18. Способ по любому одному из пп. 12-17, отличающийся тем, что реакция проводится во вращающемся реакторе или реакторе с циркулирующим кипящим слоем.
19. Способ по любому одному из пп. 12-18, отличающийся тем, что порошковый оксид лития растворяют в воде для получения раствора гидроксида лития, причем количество воды выбирают так, чтобы гидроксид лития (LiOH) имел концентрацию по меньшей мере 8 мас.%, и чтобы нерастворимые примеси удалялись с помощью фильтрации или центрифугирования.
20. Способ по любому одному из пп. 12-19, отличающийся тем, что порошковый оксид лития получают в виде текучего порошка, без дробления или помола.
21. Способ по любому одному из пп. 12-16, отличающийся тем, что реакция происходит в условиях вакуума при давлении в диапазоне от 0,1 мбар до 50 мбар.
22. Способ по любому одному из пп. 12-21, отличающийся тем, что контактирующие с продуктом поверхности выбирают из группы, состоящей из стеклоуглерода, алюмината лития, покрытой углеродом керамики, С-покрытого кварцевого стекла, и тантала.
23. Порошковый оксид лития, полученный согласно способу по любому одному из пп. 1-22, отличающийся тем, что порошковый оксид лития является текучим и имеет содержание углерода около 0,1 мас.%, измеренного как элементарный углерод.
RU2019120011A 2016-12-21 2017-12-18 Способ получения оксида лития RU2760024C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016225882.6 2016-12-21
DE102016225882 2016-12-21
PCT/EP2017/083246 WO2018114760A1 (de) 2016-12-21 2017-12-18 Verfahren zur herstellung von lithiumoxid

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019120011A RU2019120011A (ru) 2021-01-22
RU2019120011A3 RU2019120011A3 (ru) 2021-01-29
RU2760024C2 true RU2760024C2 (ru) 2021-11-22

Family

ID=60935823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120011A RU2760024C2 (ru) 2016-12-21 2017-12-18 Способ получения оксида лития

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11180377B2 (ru)
EP (1) EP3558871B1 (ru)
JP (1) JP7090083B2 (ru)
KR (1) KR102475211B1 (ru)
CN (1) CN110062746B (ru)
AU (1) AU2017384354B2 (ru)
CA (1) CA3045961A1 (ru)
RU (1) RU2760024C2 (ru)
WO (1) WO2018114760A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3009630C (en) 2015-12-16 2023-08-01 Amastan Technologies Llc Spheroidal dehydrogenated metals and metal alloy particles
CN114641462A (zh) 2019-11-18 2022-06-17 6K有限公司 用于球形粉末的独特原料及制造方法
KR102406391B1 (ko) * 2019-12-20 2022-06-07 주식회사 포스코 이차 전지 양극재 제조 방법
CA3180426A1 (en) 2020-06-25 2021-12-30 Richard K. Holman Microcomposite alloy structure
KR20220000299A (ko) 2020-06-25 2022-01-03 주식회사 엘지에너지솔루션 산화 리튬의 제조방법 및 이와 같이 제조된 산화 리튬
CN116547068A (zh) 2020-09-24 2023-08-04 6K有限公司 用于启动等离子体的***、装置及方法
JP2023548325A (ja) 2020-10-30 2023-11-16 シックスケー インコーポレイテッド 球状化金属粉末の合成のためのシステムおよび方法
DE102021100637A1 (de) 2021-01-14 2022-07-14 Albemarle Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung von reinem Lithiumoxid
US20230032362A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 6K Inc. Lithium lanthanum zirconium oxide (llzo) materials

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012121780A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 酸化リチウムの製造方法
RU2604601C2 (ru) * 2010-11-02 2016-12-10 Фраунхофер-Гезельшафт Цур Фёрдерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.В. Литиево-силикатные стекла или стеклокерамика, способ их получения и их применение

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4732751A (en) * 1986-04-11 1988-03-22 Lithium Corporation Of America High purity lithium oxide process
GB2188917B (en) * 1986-04-11 1989-11-22 Lithium Corp High purity lithium oxide process
JP3149524B2 (ja) * 1992-05-07 2001-03-26 松下電器産業株式会社 非晶質リチウムイオン導電性固体電解質およびその製造方法
JP3926021B2 (ja) 1998-01-20 2007-06-06 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 酸化リチウム粒の製造方法
JP4039646B2 (ja) 1998-01-20 2008-01-30 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 酸化リチウム粒の製造方法
JP5484928B2 (ja) 2010-01-19 2014-05-07 株式会社オハラ 全固体電池
CN102515211B (zh) 2011-12-06 2014-07-30 江西赣锋锂业股份有限公司 一种高纯氧化锂的制备方法
JP5950160B2 (ja) 2012-09-03 2016-07-13 東レ・ファインケミカル株式会社 酸化リチウムの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604601C2 (ru) * 2010-11-02 2016-12-10 Фраунхофер-Гезельшафт Цур Фёрдерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.В. Литиево-силикатные стекла или стеклокерамика, способ их получения и их применение
JP2012121780A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 酸化リチウムの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛИДИН Р.А. и др., Неорганическая химия в реакциях, Справочник, 2007, стр.279. *

Also Published As

Publication number Publication date
US20190389734A1 (en) 2019-12-26
CN110062746A (zh) 2019-07-26
CN110062746B (zh) 2022-05-24
EP3558871B1 (de) 2022-06-15
RU2019120011A3 (ru) 2021-01-29
RU2019120011A (ru) 2021-01-22
CA3045961A1 (en) 2018-06-28
AU2017384354A1 (en) 2019-07-04
JP2020502025A (ja) 2020-01-23
EP3558871A1 (de) 2019-10-30
WO2018114760A1 (de) 2018-06-28
AU2017384354B2 (en) 2022-05-26
US11180377B2 (en) 2021-11-23
BR112019012326A2 (pt) 2020-04-14
KR102475211B1 (ko) 2022-12-06
JP7090083B2 (ja) 2022-06-23
KR20190098139A (ko) 2019-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2760024C2 (ru) Способ получения оксида лития
KR101370007B1 (ko) 금속 제조를 위한 열적 및 전기화학적 방법
JP6254413B2 (ja) 硫化リチウムの製造方法
US20220363550A1 (en) Silica to high purity silicon production process
CN107108245A (zh) 氢氧化锂生产
JP5495472B2 (ja) 硫化リチウム粉体および無機固体電解質
JP2004218078A (ja) リチウムの分離方法
JP5122809B2 (ja) フッ化リチウムの製造方法
JP4436904B2 (ja) Ｓｉ製造方法
CN106498445B (zh) 一种含UCl3的高纯氯化物熔盐体系的制备方法、其熔盐体系及应用
US3627483A (en) Method of purifying aluminum chloride
JP2004196653A (ja) リチウムイオン伝導体の製造方法
JP6772299B2 (ja) 金属リチウムの製造方法
US9567232B1 (en) Method for preparing sodium chloro-aluminate
CN113501506A (zh) 一种高纯二氧化碲及其制备方法
RU2424187C1 (ru) Способ получения высокочистого фторида бария
CA3202679A1 (en) Process for the preparation of pure lithium oxide
US3008805A (en) Preparation of metal phosphides
CN115215316B (zh) 一种二氟磷酸锂的制备方法
CN112680604B (zh) 镓的制造方法、钠的制造方法、氮化镓的制造方法
WO2023131569A1 (en) Powdered lithium oxide, process for its preparation and its use
RU2286948C1 (ru) Способ получения особочистой мышьяковой кислоты
JP2015113499A (ja) 塩化亜鉛の溶融塩電解方法
JP2012087005A (ja) 高純度アルミン酸ナトリウムの製造方法および高純度アルミン酸ナトリウム