一种无水碘化锂的制备系统的制作方法

本技术涉及新能源固态电池领域，具体涉及一种无水碘化锂的制备系统。

背景技术：

1、无水碘化锂为白色固体状，易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮，融化时对玻璃和陶瓷有腐蚀性。无水碘化锂固体易潮解，产物多以三水合碘化锂存在，分子式lii·3h2o，白色晶体，密度3.494g/cm3，需密封保存。

2、无水碘化锂是重要的锂化合物之一，广泛应用于医药、电池、有机合成、功能材料等领域。在医药领域，无水碘化锂是合成多巴胺类药物的关键原料之一；在锂电池领域，无水碘化锂被广泛应用于锂电池电解液，用无水碘化锂做电解液的锂电池已用于心脏起搏器，具有高能量、低损耗、寿命长和密封性能好、能防止体液流入等优点；在固态电解质中，加入无水碘化锂，可增加锂离子的传导率和电池的稳定性。作为高端锂动力电池的电解质,无水碘化锂的产品品质决定了锂动力电池的安全性与可靠性,产品的含水量与稳定性成为了影响锂动力电池的关键因素之一，此外，也有行业人员提出更小的粒径可降低电/离子电阻、增加容量和减少与体积变化相关的机械。面对未来新能源电动车渗透率的持续上升和高端动力电池产能逐渐释放，用于下一代高端锂动力电池的无水碘化锂的开发具有重要的现实意义。

3、目前，碘化锂的制备技术主要可归结为液相法和固相法两大类，液相法包括：①氢碘酸与氢氧化锂的中和反应(cn102030345a)。②氢氧化锂与碘单质在水合肼体系中的反应(cn 113735140a),虽已有企业通过液相法达到年产吨级的规模，但仍旧不是成本最优的路线。固相法是指金属锂与碘单质直接反应制备(cn 107473243a)，产品含水量低，但反应不充分，产品纯度较低，需经有机溶剂清洗提纯，且涉及到高温高压容器，有爆炸的风险。另外三水碘化锂的干燥脱水仍旧是一个行业难点，高端的无水碘化锂可应用在锂电池领域，据专利cn104261440b介绍，水分控制在150ppm以内，电池的综合性能最好。因此，如何突破关键核心技术并加快实现大幅度降本增效是应对当下市场竞争的最大挑战。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无水碘化锂的制备系统。该制备系统以含硫酸锂或氯化锂的物料为原料，首先得到碘化锂结晶水合物，然后再脱结晶水，最后经喷雾干燥及粉碎包装，得到能满足高端锂动力电池使用的无水碘化锂产品。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、本实用新型提供一种无水碘化锂的制备系统，所述无水碘化锂的制备系统包括：

4、碘化锂合成单元，包括物料混合装置、固液分离装置、至少一级冷冻结晶装置、与各级冷冻结晶装置一一对应的分离装置，其中，物料混合装置的物料输出端与固液分离装置相连，固液分离装置的液体输出端与一级冷冻结晶装置相连，各级冷冻结晶装置与对应的分离装置的物料输入端相连，对应于上一级冷冻结晶装置的分离装置的液体输出端与下一级冷冻结晶装置相连；

5、碘化锂除杂单元，包括一级蒸发结晶装置、与一级蒸发结晶装置对应的分离装置、溶解装置、二级蒸发结晶装置、与二级蒸发结晶对应的分离装置，其中，碘化锂合成单元的最后一级分离装置的液体输出端与一级蒸发结晶装置相连，一级蒸发结晶装置的物料输出端与一级蒸发结晶装置对应的分离装置相连，一级蒸发结晶装置对应的分离装置的固体输出端与溶解装置相连，溶解装置的液体输出端与二级蒸发结晶装置相连，二级蒸发结晶装置的物料输出端与二级蒸发结晶对应的分离装置相连；

6、碘化锂后处理单元，包括加热溶解装置、喷雾干燥装置，其中，二级蒸发结晶对应的分离装置的固体输出端与加热溶解装置相连，加热溶解装置的液体输出端与喷雾干燥装置相连。

7、在一个具体实施方式中，碘化锂合成单元包括物料混合装置、固液分离装置、一级冷冻结晶装置、与一级冷冻结晶装置对应的分离装置、二级冷冻结晶装置、与二级冷冻结晶装置对应的分离装置、三级冷冻结晶装置、与三级冷冻结晶装置对应的分离装置，其中，物料混合装置的物料输出端与固液分离装置相连，固液分离装置的液体输出端与一级冷冻结晶装置相连，一级冷冻结晶装置与一级冷冻结晶装置对应的分离装置的物料输入端相连，一级冷冻结晶装置对应的分离装置的液体输出端与二级冷冻结晶装置相连，二级冷冻结晶装置与二级冷冻结晶装置对应的分离装置的物料输入端相连，二级冷冻结晶装置对应的分离装置的液体输出端与三级冷冻结晶装置相连，三级冷冻结晶装置与三级冷冻结晶装置对应的分离装置的物料输入端相连。

8、在一个具体实施方式中，所述制备系统还包括盐回收单元，所述盐回收单元包括盐储槽、盐溶解装置、盐蒸发结晶装置、与盐蒸发结晶装置对应的盐分离装置、盐干燥装置，其中，各级冷冻结晶装置对应的分离装置的固体输出端与所述盐储槽相连，所述盐储槽的输出端与所述盐溶解装置相连，所述盐溶解装置的液体输出端与所述盐蒸发结晶装置相连，所述盐蒸发结晶装置的物料输出端与所述盐分离装置相连，所述盐分离装置的固体输出端与所述盐干燥装置相连。

9、在一个具体实施方式中，所述固液分离装置和所述各级冷冻结晶装置对应的分离装置为过滤装置；所述一级蒸发结晶装置对应的分离装置、所述二级蒸发结晶对应的分离装置和所述盐分离装置为离心装置。

10、在一个具体实施方式中，所述碘化锂除杂单元还包括精密过滤装置，所述溶解装置的液体输出端与所述精密过滤装置相连，所述精密过滤装置的液体输出端与二级蒸发结晶装置相连。

11、在一个具体实施方式中，所述一级蒸发结晶装置对应的分离装置的液体输出端与所述固液分离装置相连。

12、在一个具体实施方式中，所述二级蒸发结晶对应的分离装置的液体输出端与所述一级蒸发结晶装置相连。

13、在一个具体实施方式中，所述喷雾干燥装置的第二输出端与所述溶解装置相连。

14、在一个具体实施方式中，所述盐分离装置的液体输出端与所述第一级冷冻结晶装置相连。

15、在一个具体实施方式中，所述碘化锂后处理单元还包括粉碎包装装置，所述喷雾干燥装置的第一输出端与所述粉碎包装装置相连。

16、本实用新型的有益效果是：该系统利用冷冻析杂得到碘化锂粗品，再经过蒸发结晶除杂，制备得到无水碘化锂产品，最后引入球磨工序，使制备得到的无水碘化锂产品粒径≤25um，纯度大于等于99.9％，可以应用于固态电池领域，尤指锂金属电池电解质添加剂、锂氧电池阴离子添加剂、硫系固态电解质中合成的关键原料。

技术特征：

1.一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述无水碘化锂的制备系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，碘化锂合成单元包括物料混合装置、固液分离装置、一级冷冻结晶装置、与一级冷冻结晶装置对应的分离装置、二级冷冻结晶装置、与二级冷冻结晶装置对应的分离装置、三级冷冻结晶装置、与三级冷冻结晶装置对应的分离装置，其中，一级冷冻结晶装置与一级冷冻结晶装置对应的分离装置的物料输入端相连，一级冷冻结晶装置对应的分离装置的液体输出端与二级冷冻结晶装置相连，二级冷冻结晶装置与二级冷冻结晶装置对应的分离装置的物料输入端相连，二级冷冻结晶装置对应的分离装置的液体输出端与三级冷冻结晶装置相连，三级冷冻结晶装置与三级冷冻结晶装置对应的分离装置的物料输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，包括盐回收单元，所述盐回收单元包括盐储槽、盐溶解装置、盐蒸发结晶装置、与盐蒸发结晶装置对应的盐分离装置、盐干燥装置，其中，各级冷冻结晶装置对应的分离装置的固体输出端与所述盐储槽相连，所述盐储槽的输出端与所述盐溶解装置相连，所述盐溶解装置的液体输出端与所述盐蒸发结晶装置相连，所述盐蒸发结晶装置的物料输出端与所述盐分离装置相连，所述盐分离装置的固体输出端与所述盐干燥装置相连。

4.根据权利要求3所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述固液分离装置和所述各级冷冻结晶装置对应的分离装置为过滤装置；所述一级蒸发结晶装置对应的分离装置、所述二级蒸发结晶对应的分离装置和所述盐分离装置为离心装置。

5.根据权利要求1所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述碘化锂除杂单元还包括精密过滤装置，所述溶解装置的液体输出端与所述精密过滤装置相连，所述精密过滤装置的液体输出端与二级蒸发结晶装置相连。

6.根据权利要求1所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述一级蒸发结晶装置对应的分离装置的液体输出端与所述固液分离装置相连。

7.根据权利要求1所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述二级蒸发结晶对应的分离装置的液体输出端与所述一级蒸发结晶装置相连。

8.根据权利要求1所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述喷雾干燥装置的第二输出端与所述溶解装置相连。

9.根据权利要求3所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述盐分离装置的液体输出端与所述一级冷冻结晶装置相连。

10.根据权利要求1所述的一种无水碘化锂的制备系统，其特征在于，所述碘化锂后处理单元还包括粉碎包装装置，所述喷雾干燥装置的第一输出端与所述粉碎包装装置相连。

技术总结本技术涉及新能源固态电池领域，提供了一种无水碘化锂的制备系统。该系统包括碘化锂合成单元、碘化锂除杂单元、碘化锂后处理单元。该制备系统以含硫酸锂或氯化锂的物料为原料，首先得到碘化锂结晶水合物，然后再脱结晶水得到能，最后经喷雾干燥及粉碎包装，得到满足高端锂动力电池使用的无水碘化锂产品。技术研发人员：田欢,雷振,徐川,陈格,钟兆资,杨柳,孙家乐受保护的技术使用者：天齐创锂科技（深圳）有限公司技术研发日：20231023技术公布日：2024/5/29