中國粉體網訊 常見的鋰源有碳酸鋰（Li2CO3）、一水氫氧化鋰（LiOH·H2O）、硝酸鋰（LiNO3）等。硝酸鋰因使用中會產生有害氣體，一般不被選擇作為鋰源。三元材料制備過程中常用的鋰源是碳酸鋰，其次是一水氫氧化鋰。雖然從反應活性和反應溫度上來看，一水氫氧化鋰優于碳酸鋰，但是由于一水氫氧化鋰的鋰含量波動比碳酸鋰大，且氫氧化鋰腐蝕性強于碳酸鋰，若無特殊情況，三元材料生產廠家都傾向于使用含量穩定且腐蝕性弱的碳酸鋰。
一、碳酸鋰
碳酸鋰是一種白色疏松的粉末，流動性較差，松裝密度在0.5g·cm–3左右。其熔點為700℃左右，分解溫度為1300℃左右。
1、碳酸鋰的制備工藝
從下圖中可以看出，鋰輝石硫酸浸出工藝，主要在中和工序、堿化工序和離子交換去除雜質。在中和過濾工序中可以將硅、鋁雜質去除，在堿化除雜工序中除去鎂、錳、銅、鋅等雜質，通過離子交換工序除鈣離子。而產品中Na+、SO42-雜質主要是在沉鋰離心分離、洗滌工序中控制。
鋰輝石制備碳酸鋰的流程圖
常見鹵水制備碳酸鋰的流程如下圖所示。鹵水中主要的成分為LiCl、MgCl2、KCl、Na+以及少量的Ca2+、SO42-，常見工藝是通過液堿調pH除去鎂雜質，二氧化碳除鈣雜質；Na+、K+、SO42-則通過沉鋰過程中離心分離和洗滌來控制。
鹵水制備碳酸鋰的流程圖
2、碳酸鋰的品質要求和檢測方法
用于制備三元材料的碳酸鋰的關鍵品質點是鋰含量、雜質含量、粒度分布。行業標準YS/T 582—2013中對電池級碳酸鋰的品質要求和檢測方法規定見表。
行業標準對電池級碳酸鋰的品質要求和檢測方法規定
但在實際生產過程中，不同廠家生產的碳酸鋰品質各不相同，主要表現在雜質含量和粒度上。
二、氫氧化鋰
這里所指的氫氧化鋰為一水氫氧化鋰，分子式LiOH·H2O。一水氫氧化鋰是白色單斜細小結晶，強堿性，有腐蝕性，在空氣中能吸二氧化碳和水分；溶于水，微溶于乙醇；1mol·L–1溶液的pH約為14；相對密度1.51g·cm–3；熔點500℃左右。
1、氫氧化鋰的制備工藝
鋰輝石硫酸浸出工藝的雜質去除環節如下：在中和過濾工序中去除硅、鋁雜質，在堿化除雜工序中除去鎂、錳、銅、鋅雜質，在離子交換工序除鈣離子。Na+、SO42–通過析鈉、精制、結晶分離工序除去，Cl–主要是通過原材料來控制；采用封閉體系保證產品中CO32–雜質的含量。
鋰輝石制備單水氫氧化鋰生產流程圖
2、氫氧化鋰的品質要求和檢測方法
制備三元材料用氫氧化鋰的關鍵品質點和碳酸鋰相同，為鋰主含量、雜質含量和粒度分布。國標GB/T 26008—2010中對電池級單水氫氧化鋰的品質要求和檢測方法規定見下表，標準中將電池級氫氧化鋰分為LiOH·H2O–D1、LiOH·H2O–D2、LiOH·H2O–D3三個牌號。
國標對電池級單水氫氧化鋰的品質要求和檢測方法規定
在國標中和各個廠家的產品標準中，都未對單水氫氧化鋰的粒度做出要求，但氫氧化鋰作為反應物之一，粒度也是其重要的指標。
各個廠家產品的粒度差別較大，下圖為廠家1和廠家2生產的單水氫氧化鋰產品SEM圖。從圖中可以看出，廠家2的產品粒度均一性較好，并且沒有較大顆粒存在。不過粒度越小的氫氧化鋰其產品價格相對較高，且對混合設備的密封性要求高，各三元生產廠家應根據自身需求選擇合適的氫氧化鋰產品。
不同廠家氫氧化鋰SEM圖
