摘要: 氢氧化锂作为锂离子电池的基础锂盐材料，具有熔点低、反应活性强等优点，正逐渐取代传统碳酸锂成为正极材料的锂源，近年来其需求和价格逐步提升。然而，单水氢氧化锂产品存在着晶体表面粗糙、细晶偏多、晶习差等问题，导致产品的吸湿性和结块性强，... 展开 氢氧化锂作为锂离子电池的基础锂盐材料，具有熔点低、反应活性强等优点，正逐渐取代传统碳酸锂成为正极材料的锂源，近年来其需求和价格逐步提升。然而，单水氢氧化锂产品存在着晶体表面粗糙、细晶偏多、晶习差等问题，导致产品的吸湿性和结块性强，不利于长时间储存。为解决以上问题，本文利用结晶过程与晶体工程学手段，开展了单水氢氧化锂介稳区与成核动力学、蒸发-冷却结晶工艺优化以及晶习调控过程中的添加剂作用机理研究，成功制备出了粒度均一、晶习完整、表面光滑的氢氧化锂单水合物块状晶体，改善了产品的吸湿性和结块性。 首先，针对单水氢氧化锂产品粒度分布不均、细晶占比较多的问题，本文测定了蒸发-冷却结晶过程的介稳区，为结晶工艺优化提供数据基础。利用Nyvlt模型和修正Sangwal模型推导获得了氢氧化锂单水合物晶体的成核动力学参数。结果表明，随着饱和温度的升高，单水氢氧化锂的成核级数m、固液界面能?sl均随之下降，这与随着温度升高而快速升高的溶解度有关。 其次，针对单水氢氧化锂的晶体表面粗糙、晶习差导致产品易结块的问题，本文对蒸发-冷却结晶的工艺条件进行了优化，探究了晶种种类、母液组成、蒸发温度和蒸发速率等条件对晶体形貌的影响。结果表明，提高蒸发温度至90℃，增大蒸发速率为0.75mL/min，可以在重结晶母液中得到纯度较高的块状晶体；此外，吸湿性实验表明，最优工艺条件下的产品质量增加值变为原来的1/4，结块问题得到了有效控制。 最后，为了探究添加剂对单水氢氧化锂主要晶面的作用机理，本文筛选富羟基聚合物、富氧基聚合物和阴离子表面活性剂三类添加剂。结果表明，富氧基聚合物会抑制晶体生长，但因主要晶面暴露基团均为水和氢氧根离子，其对主要晶面的吸附未呈现出取向抑制效果；阴离子表面活性剂由于受不同晶面电负性差异的影响，对(011)和(01?1)晶面表现出选择性吸附，由于静电作用促进剂在晶面上局部富集了锂离子，呈现出生长促进效果。 总之，针对单水氢氧化锂粒度分布不均、晶体形貌差的问题，本文利用结晶过程与晶体工程策略，改善了产品的粉体性质，并对添加剂的形貌调控机理进行了探究。 收起