17.LiFePO
4和Li
2CO
3都是重要的鋰的化合物。
Ⅰ.LiFePO
4電極材料是動(dòng)力型鋰離子電池的理想正極材料。它可以通過(guò)H
3PO
4、LiOH和(NH
4)
2Fe(SO
4)
2溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)、將所得沉淀干燥、高溫成型而制得。實(shí)驗(yàn)室制備LiFePO
4的方法:
步驟1:將LiOH置于題圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的三頸燒瓶中,加入煮沸過(guò)的蒸餾水,攪拌使其溶解。從分液漏斗中滴加H
3PO
4溶液,并持續(xù)通入氮?dú)狻?br />
步驟2:將(NH
4)
2Fe(SO
4)
2固體溶于蒸餾水中,迅速倒入三頸燒瓶中,快速攪拌,充分反應(yīng)后,過(guò)濾、洗滌濾渣得LiFePO
4固體。
(1)共沉淀反應(yīng)投料時(shí),不將FeSO
4和LiOH溶液直接混合的原因是
。
(2)工業(yè)制取LiFePO
4在高溫成型前,常向LiFePO
4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO
4的導(dǎo)電性能外,還能
。
Ⅱ.磷酸鋰渣(主要成分為L(zhǎng)i
3CO
4)和廢舊電極材料(含鋁、炭、LiFePO
4和FePO
4)均可用于制取Li
2CO
3。
(3)實(shí)驗(yàn)室以磷酸鋰渣為原料制備高純Li
2CO
3的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖:
“低酸轉(zhuǎn)化”使Li
3PO
4轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i
2HPO
4。寫(xiě)出“磷鋰分離”的化學(xué)方程式:
。
(4)已知:Li
2CO
3微溶于水;LiFePO
4、FePO
4難溶于水和堿,可溶于鹽酸生成LiCl、FeCl
2、FeCl
3和H
3PO
4;pH>3.2時(shí),F(xiàn)e
3+沉淀完全。完善由某廢舊電極材料制取Li
2CO
3的實(shí)驗(yàn)方案:邊攪拌邊向廢舊電極材料中加入NaOH溶液至不再產(chǎn)生氣泡,過(guò)濾,
,過(guò)濾、洗滌,低溫干燥得Li
2CO
3固體。(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:雙氧水、鹽酸、NaOH溶液、Na
2CO
3溶液)