草酸锂的CAS号为533-91-3,微溶于水,常温下溶解度较低,分解温度为490℃,水中一般是以沉淀形式存在,外观为白色粉末。草酸锂具有一定还原性,能与五氟化磷,三氟化硼乙醚,碱反应,发生酯化、酰卤化、酰胺化等反应,在锂盐提前,电池,制药工业具有一定的用途。草酸锂在锂离子电池制造中可作为电极材料的前驱体或添加剂等,虽然没有像钴酸锂、磷酸铁锂等锂盐那么直接作为主流的电极材料,但在电池材料的制备过程中可能会涉及到草酸锂的使用。
一,基本信息
英文名称:LITHIUMOXALATE
化学式:Li2C2O4
分子量:101.90
CASNo.:533-91-3
外观:无色斜方晶体。
溶解性:比重约2.12,490℃以上分解,590℃以上分解完全,稍溶于水,不溶于乙醇、乙醚。
二,产品指标
草酸锂含量≥99.0%
钠Na≤0.005%
钙Ca≤0.03%
镁Mg≤0.01%
铁≤0.002%
重金属(以Pb计)≤0.005%
氯Cl≤0.005%
硫酸根SO4 ≤0.01%
三,用途及特点
1,优化电池性能
通过减小粒径、引入合适的导电剂和催化剂等方式,可以改善草酸锂的电化学性能。例如,采用科琴黑作为导电剂、片状纳米花结构的氧化亚镍NIO 催化剂,能够将草酸锂的脱锂电位由 4.778V 降至 4.288V,使其可与大多数商业正极材料相匹配,提高了电池的充放电效率和循作为正极预锂化添加剂
2,提高电池容量
如草酸锂具有较高的理论比容量,草酸锂理论比容量可达 525mAh/g,能在电池首次充电过程中释放出较多的锂离子,补偿负极在首次充放电过程中形成 SEI 膜等所消耗的锂离子,从而提高电池的整体容量。
3,环稳定性
设计双层电极结构(一层磷酸铁锂正极层和一层草酸锂补锂层),可以保证草酸锂与催化剂间的有效接触,使草酸锂的利用率达到 100%,同时不影响磷酸铁锂正极结构和性能,还能将全电池(磷酸铁锂为正极、硬碳为负极)的容量显著提高,并改善全电池的循环稳定性。
4,改善空气稳定性
与部分对空气和湿度敏感的无机正极预锂化添加剂相比,草酸锂等有机小分子锂盐具有良好的空气稳定性,更适合正极生产工艺。在生产过程中,不需要特殊的严苛空气控制条件,降低了生产成本和生产难度。
四,生产制备工艺
草酸锂的制备方法有多种,以下是几种常见的制备方法:
1,高纯草酸锂的制备
准备原料:工业级单水氢氧化锂和草酸作为主要原料。
溶解混合:将单水氢氧化锂与纯水按一定比例混合,搅拌至完全溶解,形成透明溶液。
加入草酸:向上述溶液中加入一定量的草酸溶液,控制反应条件如温度、pH值等,使草酸与氢氧化锂充分反应生成草酸锂。
分离提纯:通过过滤、离心等方法将生成的草酸锂从反应体系中分离出来,并进行进一步的提纯处理,得到高纯度的草酸锂产品。
2,氯化锂法
准备原料:二水合草酸晶体和氯化锂溶液作为主要原料。
溶解混合:将二水合草酸晶体加热至80℃-90℃溶解后,按比例加入氯化锂溶液。
反应析晶:在搅拌下进行反应,随后冷却析晶,过滤得到草酸氢锂湿料。
调节pH值:将草酸氢锂湿料重新溶解并加入LiOH·H2O调节pH值,继续反应后再次过滤。
烘干成品:将得到的草酸锂湿料在烘箱内烘干,得到草酸锂干料成品。
3,碳包覆草酸锂的制备,
准备原料:碳源和金属氧化物以及锂源溶液和草酸溶液。
混合烧结:将碳源和金属氧化物混合均匀后压实放入匣钋中高温烧结得到催化剂。
分散滴加:将催化剂分散在底液中滴加锂源溶液和草酸溶液进行反应。
收集成品:通过特定方法收集碳包覆的草酸锂产品。
五,包装
25公斤纸板桶包装。
草酸锂在锂-二氧化碳电池中,通过CO2、可溶性氧化还原介质TEMRM 和还原氧化石墨烯(RGO)电极之间的协同作用,实现了 CO2和草酸锂(Li2C2O4)之间的可逆转化。相较于碳酸锂,草酸锂由于其单一的反应途径和较高的理论容量,是锂-二氧化碳电池较为理想的放电产物。通过减小草酸锂颗粒粒径,可缩短锂离子和电子的迁移路径,增加颗粒间的接触面积,降低电阻,提高导电性。比如,将草酸锂的粒径从微米级减小到纳米级,其比表面积增大,表面原子占比增加,更多的原子参与电荷传输过程,从而改善导电性。
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