锂吸附成型体及其制造方法技术

根据本发明专利技术的一个实施方案的锂吸附成型体，其包含锂吸附剂和共聚物，共聚物包含由化学式1表示的重复单元和由化学式2表示的重复单元(在化学式1和化学式2中，R1和R2各自为氢或C1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂吸附成型体及其制造方法


[0001]本专利技术涉及锂吸附性能和机械强度优异的锂吸附成型体及其制造方法。

技术介绍

[0002]目前，锂和锂化合物广泛用于诸如二次电池材料、制冷剂吸附剂、催化剂和药物等领域，而且是作为核聚变能源受到关注的重要资源之一。另外，在即将实用化的高容量电池和电动车辆等
中，对锂和锂化合物的需求预计也会进一步增加。
[0003]如上所述，锂作为可用于各种领域的重要资源，其重要性日益增加，但全球陆地锂资源储量仅为2百万至9百万吨。为了克服这种储量限制，正在持续研究通过各种途径确保锂资源的技术，作为这些研究的一部分，目前正在研究从微量溶解有锂的海水、卤水和锂电池废液等水溶液中有效地回收锂。
[0004]作为现有的锂回收方法，已知有通过电化学方法还原锂离子或者用镁或铝金属还原氧化锂等方法，并且作为另一种方法，正在研究使用选择性吸附锂离子的吸附剂来回收锂的方法。这些使用锂吸附剂的研究主要致力于开发对锂离子具有高选择性和出色的吸附/脱附性能的高性能吸附剂。
[0005]作为这种研究的成果，已公布了一种方法用氧化锰作为材料通过固相反应法或凝胶法来制造容易实现锂的吸附/脱附的粉末，由此方法制造的粉末用于锂二次电池的正极材料、锂吸附剂的材料等。然而，使用粉末状的锂吸附剂时不便处理，因此有必要成型后再使用。
[0006]对于所制造的成型体，通常制成柱体(column)形状来使用。在这种情况下，为了锂的回收，接触面积很重要。特别是，位于下方的成型体必须能够承受堆积在上方的成型体的重量。对于一般的陶瓷制造工艺，将陶瓷粉末和粘合剂、可以溶解粘合剂的溶剂、为容易成型而加入的增塑剂以及有助于分散这些物质的分散剂进行混合后，通过可获得所需形状的成型工艺做出形状，再通过热处理进行烧结以确保强度，在此过程中去除粘合剂和添加剂并于该处形成气孔，以确保表面积。然而，在锂回收物质中，对于高温下形状发生变化不可能热处理的粉末，无法利用通过高温热处理将成型体进行烧结或者在此过程中去除有机物通过形成气孔增加比表面积的工艺。
[0007]另外，大多数锂是从包含盐水在内的水溶液回收，因此水溶性添加剂不能用于制造成型体，必须使用非水溶性添加剂。然而，非水溶性添加剂不溶于水，因此存在需要使用有机溶剂的问题。
[0008]为此，对新型锂吸附剂仍然有需求，这种新型锂吸附剂与粉末状锂吸附剂相比，吸附效率没有下降，不仅能够以优异的性能选择性地只吸附锂离子，而且能够容易进行吸附后用于回收锂的脱附过程。
[0009]因此，迫切需要开发出一种锂吸附性能和机械强度优异的同时可提高生产率的锂吸附剂的制造方法。

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本专利技术旨在提供一种锂吸附性能和机械强度优异的锂吸附成型体及其制造方法。
[0012]更具体地，本专利技术旨在提供一种锂吸附成型体及其制造方法，在没有高温热处理工艺的情况下，不使用增塑剂或分散剂，仅通过混合锂吸附剂和粘合剂进行制造。
[0013]技术方案
[0014]根据本专利技术的一个实施方案的锂吸附成型体，其包含锂吸附剂和共聚物，共聚物包含由下述化学式1表示的重复单元和由下述化学式2表示的重复单元。
[0015][化学式1][0016][0017][化学式2][0018][0019]在上述化学式1和化学式2中，R1和R2各自为氢或C1-C10的烷基。
[0020]锂吸附剂可包含锰、铝、铁和镁中的一种或更多种。更具体地，锂吸附剂可包含铝。
[0021]共聚物可包含80重量％至87重量％的由上述化学式1表示的重复单元和13重量％至20重量％的由上述化学式2表示的重复单元。
[0022]成型体可包含80重量％至95重量％的锂吸附剂和5重量％至20重量％的共聚物。
[0023]成型体的比表面积可为15m2/g至40m2/g。
[0024]相对于成型体中的全部气孔，成型体可包含10体积％至90体积％的大小为0.01μm至0.1μm的气孔、10体积％至90体积％的大小为1μm至10μm的气孔。
[0025]成型体的压缩强度可为5Mpa至30Mpa。
[0026]根据本专利技术的一个实施方案的锂吸附成型体的制造方法，其包含以下步骤：将锂吸附剂、共聚物和溶剂进行混合，以制造混合物，上述共聚物包含由下述化学式1表示的重复单元和由下述化学式2表示的重复单元；以及将混合物进行成型，以制造成型体。
[0027][化学式1][0028][0029][化学式2][0030][0031]在上述化学式1和化学式2中，R1和R2各自为氢或C1-C10的烷基。
[0032]相对于100重量份的锂吸附剂，锂吸附剂可包含50重量份至75重量份的粒径小于200μm的锂吸附剂和25重量份至50重量份的粒径为200μm至300μm的锂吸附剂。
[0033]溶剂可包含酰胺(amide)类溶剂、醚(ether)类溶剂、酮(ketone)类溶剂和亚砜(sulfoxide)类溶剂中的一种或更多种。
[0034]混合物的粘度在25℃下可为1000cps至1500cps。
[0035]在制造成型体的步骤中，可以通过挤压机制造成型体，挤压速度可为10mm/分钟至100mm/分钟。
[0036]在制造成型体的步骤之后，还可包含将成型体进行干燥的步骤。
[0037]在制造成型体的步骤之后，还可包含将成型体进行粉碎的步骤。
[0038]专利技术效果
[0039]根据本专利技术的一个实施方案，可以制造锂吸附性能和机械强度优异的锂吸附成型体。
附图说明
[0040]图1是实施例1中制造的锂吸附成型体的图片。
[0041]图2是实施例1中制造的锂吸附成型体的扫描电子显微镜(SEM)图片。
[0042]图3是实施例1中制造的锂吸附成型体的扫描电子显微镜(SEM)图片。
[0043]图4是实施例1中制造的锂吸附成型体的扫描电子显微镜(SEM)图片。
[0044]图5是实施例1中制造的锂吸附成型体的扫描电子显微镜(SEM)图片。
[0045]图6是实施例1中制造的锂吸附成型体的气孔特性分析结果。
具体实施方式
[0046]在下文中，将详细描述本专利技术的各种实施方案，以使本专利技术所属
的普通技术人员容易实施本专利技术。本专利技术能够以各种不同方式实施，不限于本文所述的实施方案。
[0063]在锂吸附成型体中，可包含80重量％至95重量％的锂吸附剂。如果锂吸附剂的量过少，则难以适当地发挥锂吸附性能。如果锂吸附剂的量过多，则机械强度可能变差。因此，可包含适量的锂吸附剂。更具体地，可包含85重量％至90重量％的锂吸附剂。
[0064]锂吸附剂具有粉末状，为了用粉末状锂吸附剂制造出适宜形状的锂吸附成型体，必须包含粘合剂。在本专利技术的一个实施方案中，作为粘合剂使用包含由下述化学式1表示的重复单元和由下述化学式2表示的重复单元的共聚物，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂吸附成型体，其包含：锂吸附剂；以及共聚物，其包含由下述化学式1表示的重复单元和由下述化学式2表示的重复单元，[化学式1][化学式2]在上述化学式1和化学式2中，R1和R2各自为氢或C1-C10的烷基。2.根据权利要求1所述的锂吸附成型体，其中，上述锂吸附剂包含锰、铝、铁和镁中的一种或更多种。3.根据权利要求1所述的锂吸附成型体，其中，上述锂吸附剂包含铝。4.根据权利要求1所述的锂吸附成型体，其中，上述共聚物包含80重量％至87重量％的由上述化学式1表示的重复单元和13重量％至20重量％的由上述化学式2表示的重复单元。5.根据权利要求1所述的锂吸附成型体，其包含80重量％至95重量％的上述锂吸附剂和5重量％至20重量％的上述共聚物。6.根据权利要求1所述的锂吸附成型体，其中，上述成型体的比表面积为15m2/g至40m2/g。7.根据权利要求1所述的锂吸附成型体，其中，相对于上述成型体中的全部气孔，上述成型体包含10体积％至90体积％的大小为0.01μm至0.1μm的气孔、10体积％至90体积％的大小为1μm至10μm的气孔。8.根据权利要求1所述的锂吸附成型体，其中，上述成型体的压缩强度为5Mpa至30Mpa。9.一种锂吸附成型体的制造方法，其包含以下步骤：将锂吸附剂、共聚物和溶剂进...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠承泽，权映洙，朴运炅，朴光锡，高永善，梁赫，
申请(专利权)人：浦项产业科学研究院，
类型：发明
国别省市：