一种氧化锂制备系统和制备方法技术方案

本发明专利技术涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种氧化锂制备系统和制备方法。氧化锂制备系统包括真空室、抽真空系统、工艺气体输入系统、加热器、托盘支架、辅助负极、支架导电接线、等离子体电源和辅助负极接线。氧化锂制备方法包括将装有锂盐的托盘固定于托盘支架上，通过抽真空系统将真空室抽真空；启动加热器，将真空室的温度升高至200

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锂制备系统和制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池制备
，尤其涉及一种氧化锂制备系统和制备方法。

技术介绍

[0002]氧化锂可以制备金属锂、锂基合金；在更高储能密度、储锂容量的锂电池正极材料研发中，氧化锂被赋予了越来越大的期待。
[0003]氧化锂尤其是高纯度氧化锂的制备，传统上有采用金属锂进行氧化获得，该方法采用更为稀缺的金属锂作为原料，显然并不划算；
[0004]现有技术中，制备氧化锂还利用氢氧化锂、碳酸锂等锂盐通过双氧水氧化、乙醇清洗等前处理后，在高真空、化学反应气氛环境下，进行加热分解，进行批量生产，存在工艺复杂、周期长、有环保风险、能耗高、工艺可靠性待提高等技术缺点。申请号CN202211240723.X公开了一种锂电池正极材料焙烧系统与焙烧方法，将锂电池正极材料前驱体在托盘上通负电，在托盘上设置辅助正极，并通入氧气，从而制备锂电池正极材料。该申请中，从结构上来说，不存在搅拌器；从工艺方法上来说，不涉及制备氧化锂。
[0005]鉴于此，有必要提供一种新的氧化锂制备系统和制备方法，以解决上述不足。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种氧化锂制备系统和制备方法。本专利技术。本专利技术在等离子环境下可以将锂盐化学反应为氧化锂，具有能效高、工艺时间短、工艺可控性好、转化率高和产物纯度高等优点。
[0007]本专利技术的目的是提供一种氧化锂制备系统。
[0008]本专利技术的另一目的是提供一种氧化锂制备方法。/>[0009]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，包括真空室、抽真空系统、工艺气体输入系统和加热器；
[0010]还包括托盘支架、辅助负极、支架导电接线、等离子体电源和辅助负极接线；
[0011]所述抽真空系统的输入端与所述真空室相连通；
[0012]所述工艺气体输入系统的输出端与所述真空室相连通；
[0013]所述托盘支架设置于所述真空室内，所述托盘支架与所述真空室相互绝缘，所述托盘支架通过所述支架导电接线与所述等离子体电源的正极相连；
[0014]所述托盘支架上安装有托盘，所述托盘上装设有锂盐；
[0015]所述辅助负极安装于所述托盘上部且与所述托盘之间形成一间隙，所述辅助负极通过所述辅助负极接线连接于所述等离子体电源的负极，所述等离子电源的负极通过所述辅助负极接线与所述真空室的腔壁相连。
[0016]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，所述间隙的距离为1mm
‑
15cm。
[0017]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，所述辅助负极与所述托盘的形状相匹配，且所述辅助负极完全覆盖于所述托盘上方。
[0018]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，所述托盘为一个或多个，且每个所述托盘能够绕所述托盘支架的中心进行公转且能够自转。
[0019]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，所述托盘设置有搅拌器。
[0020]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，所述抽真空系统包括真空机组、真空管道和真空测量器。
[0021]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，所述工艺气体输入系统包括气体流量控制器和气体管道。
[0022]根据本专利技术具体实施方式提供的氧化锂制备系统，所述等离子体电源的正极和负极均通过绝缘端子与所述真空室相连。
[0023]根据本专利技术具体实施方式提供的制备氧化锂的方法，包括以下步骤：
[0024]S10：将装有锂盐的所述托盘固定于所述托盘支架上，通过抽真空系统将所述真空室的气体压强抽真空到10
‑2Pa以下；
[0025]S20：启动所述加热器，将所述真空室的温度升高至200
‑
1000℃；
[0026]S30：通过所述工艺气体输入系统向所述真空室内通入工艺气体，直至所述真空室的压强为0.1Pa
‑
1kPa；
[0027]S40：通过所述等离子体电源向所述托盘支架通电，通电的电压为200
‑
1000V、电流密度0.1mA/cm2‑
1A/cm2，通电时间1
‑
30h，直至氧化锂生成完成；
[0028]S50：依次关闭所述等离子体电源、所述工艺气体输入系统和所述抽真空系统，向所述真空室通入保护性气体，待气压达到大气压强后，再取出所述托盘。
[0029]根据本专利技术具体实施方式提供的方法，所述锂盐在所述托盘上的装填厚度为1
‑
3mm。
[0030]根据本专利技术具体实施方式提供的方法，所述锂盐包括氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂和氯化锂中的任意一种；
[0031]其中，当所述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂和硫酸锂时，所述工艺气体为Ar、N2和H2中的任意一种或任意几种；
[0032]当所述锂盐为氯化锂时，所述工艺气体包括02、和/或Ar、和/或N2、和/或H2。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0034]1、本专利技术在等离子环境下可以将锂盐化学反应为氧化锂，具有能效高、工艺时间短、工艺可控性好、转化率高和产物纯度高等优点；
[0035]2、本专利技术采用锂盐为原料制备氧化锂，当锂盐自带氧元素时，无需向真空室中通入O2，锂盐中的氧元素在等离子体的作用下，使得氧原子离子化，从而在托盘上直接生成氧化锂，从而得到纯度较高的氧化锂。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例提供的氧化锂制备系统的结构示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例提供的托盘的结构俯视图。
[0038]图3为本专利技术实验例1提供的高纯氧化锂的成分分析检测结果图；
[0039]图4为本专利技术实验例1提供的高纯氧化锂的XRD谱图。
[0040]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0041]1、真空室；2、抽真空系统；3、工艺气体输入系统；4、加热器；5、托盘；6、辅助负极；7、支架导电接线；8、等离子体电源；9、辅助负极接线；10、锂盐。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0043]实施例
[0044]基于附图1
‑
2，本实施例提供一种氧化锂制备系统，包括真空室1、抽真空系统2、工艺气体输入系统3、加热器4；还包括托盘支架、辅助负极6、支架导电接线7、等离子体电源8和辅助负极接线9；
[0045]容易理解的是，所述抽真空系统2的输入端与所述真空室1相连通，调节真空室1内的真空度；
[0046]所述工艺气体输入系统3的输出端与所述真空室1相连通，工艺气体输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化锂制备系统，包括真空室、抽真空系统、工艺气体输入系统和加热器；其特征在于，还包括托盘支架、辅助负极、支架导电接线、等离子体电源和辅助负极接线；所述托盘支架设置于所述真空室内，所述托盘支架与所述真空室相互绝缘，所述托盘支架通过所述支架导电接线与所述等离子体电源的正极相连；所述托盘支架上安装有托盘，所述托盘上装设有锂盐；所述辅助负极安装于所述托盘上部且与所述托盘之间形成一间隙，所述辅助负极通过所述辅助负极接线连接于所述等离子体电源的负极，所述等离子电源的负极通过所述辅助负极接线与所述真空室的腔壁相连。2.根据权利要求1所述的氧化锂制备系统，其特征在于，所述间隙的距离为1mm
‑
15cm。3.根据权利要求1所述的氧化锂制备系统，其特征在于，所述辅助负极与所述托盘的形状相匹配，且所述辅助负极完全覆盖于所述托盘上方。4.根据权利要求1所述的氧化锂制备系统，其特征在于，所述托盘为一个或多个，且每个所述托盘能够绕所述托盘支架的中心进行公转且能够自转。5.根据权利要求4所述的氧化锂制备系统，其特征在于，所述托盘设置有搅拌器。6.根据权利要求1所述的氧化锂制备系统，其特征在于，所述抽真空系统包括真空机组、真空管道和真空测量器。7.根据权利要求1所述的氧化锂制备系统，其特征在于，所述工艺气体输入系统包括气体流量控制器和气体管道。8.根据权利要求1所述的氧化锂制备系统，其特征在于，所述等离子体电源的正极和负极均通过绝缘端子与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨武保，杨尚武，窦国爱，邓智林，
申请(专利权)人：四川万邦胜辉新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：