一种超薄金属锂箔的制备方法和制备设备技术

本发明专利技术涉及超薄金属锂箔的制备方法和制备设备。针对现有技术中制锂工艺的制锂反应温度高、锂回收率低、收集的锂箔纯度低以及工艺操作繁琐等问题，本发明专利技术提供了一种超薄金属锂箔的制备方法，其中，先制备复合锂盐，然后将复合锂盐与还原剂进行真空热还原反应而生成金属蒸气，再将金属蒸气进行真空蒸馏，最后利用真空蒸镀制备本发明专利技术的超薄金属锂箔。本发明专利技术通过精密地调控复合锂盐的配方、热还原反应温度、蒸馏设备温度、真空度、物料和还原剂等条件，连续性地进行真空还原、真空蒸馏和真空蒸镀，从而能够连续地进行锂的制备、蒸馏提纯以及蒸镀，提高了超薄金属锂箔的生产效率，节约了制备成本。了制备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄金属锂箔的制备方法和制备设备


[0001]本专利技术涉及金属锂箔的制备方法和制备设备，具体涉及一种超薄金属锂箔的连续性制备方法和连续性制备设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、记忆效应无、工作电压高和循环稳定性优异的优点，广泛应用于小型移动设备、储能电站等领域。随着电动汽车(EV)、混合式电动汽车(HEV)、无人机的兴起与发展以及其它大型储能设备的普及与运用，人们对于储能装置的要求也日益多样化。EV或HEV的发展和应用很大程度上取决于其动力储能系统的提升，这要求储能装置应当具有高比能量和高比功率。传统的锂离子电池的比能量为100～200Whkg
‑1，已经无法满足这些设备的需求。
[0003]金属锂具有高的理论比容量，接近3860mAh g
‑1，并且具有很低的氧化还原电位(
‑
3.04V vs.SHE)，是作为电池负极材料的最佳选择之一，并可与氧或者硫搭配组成锂
‑
氧(Li
‑
O2)电池和锂
‑
硫(Li
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超薄金属锂箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)复合锂盐制备步骤，其中，将锂原料加热后冷却，进行球磨而得到化学式为xLiOH
·
yLi2CO3·
zLi2O的复合锂盐，其中x、y、z为质量分数，满足0<x<0.5、0<y<0.5、0.5≤z<1、x+y+z＝1；(2)真空热还原步骤，其中，将所述复合锂盐与还原剂混合均匀并进行压制，在真空还原炉中进行真空热还原，生成金属蒸气；(3)真空蒸馏步骤，其中，将所述金属蒸气经过热交换管通入蒸馏罐中进行真空蒸馏，使得所述金属蒸气中的锂蒸气冷凝成金属锂液，所述金属锂液通过连接管储存在储锂罐中；(4)真空蒸镀步骤，其中，将所述储锂罐中的金属锂液通入真空蒸镀设备的坩埚中，进行加热使得金属锂液变成锂蒸气，沉积在基片上形成均匀的锂箔。2.如权利要求1所述的超薄金属锂箔的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，在常温下，将锂原料在真空度1
‑
20Pa下以升温速率1
‑
10℃/min升高到600
‑
800℃，保温时间为60
‑
300min，待自然冷却后，进行球磨而得到复合锂盐xLiOH
·
yLi2CO3·
zLi2O，其中x、y、z为质量分数，满足0<x<0.5、0<y<0.5、0.5≤z<1、x+y+z＝1；所述锂原料为氢氧化锂
‑
碳酸锂、氢氧化锂
‑
碳酸锂
‑
草酸锂和氢氧化锂
‑
草酸锂的一种或两种以上，球磨后的复合锂盐的粒径20μm≤D50≤70μm，球料质量比为(10
‑
15)：1。3.如权利要求1所述的超薄金属锂箔的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，将所述复合锂盐与还原剂按照质量比1：(0.5
‑
1.0)混合均匀，以10
‑
60MPa压制成团，在真空度为1
‑
20Pa、热还原温度为800
‑
1000℃的真空还原炉中进行真空热还原，生成金属蒸气；所述还原剂选自硅粉、铝粉、铁粉和碳粉中的一种或者两种以上。4.如权利要求1所述的超薄金属锂箔的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，将所述金属蒸气经过热交换管通入蒸馏罐中进行蒸馏，将蒸馏罐内的温度控制在300
‑
400℃，真空度控制在10
‑2‑
10
‑4Pa，使得所述金属蒸气中的锂蒸气冷凝成金属锂液，所述金属锂液通过连接管储存在储锂罐中，其中，经过所述热交换管的金属蒸气的温度从800
‑
1000℃降低到400
‑
500℃，同时热交换管中的热交换液被加热，热交换管连通着蒸馏罐周围的热交换夹套，利用所述热交换液和加热设备将蒸馏罐加热到300

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，张世奇，冯玮晶，张小飞，钱超，岳敏，刘博，
申请(专利权)人：深圳市研一新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：