本文公开了一种提锂系统及提锂方法，该提锂系统采用电容装置在充电后电解液电离产生阴阳离子，阴阳离子通过管道进入提锂装置中的阴极室和阳极室内，平衡提锂过程中阴阳离子的平衡，能够使提锂系统在不采用阴离子膜的情况下仍能正常提锂，极大降低了提锂溶液中的杂质阳离子的含量。
1、锂资源是一种重要的金属资源，广泛应用于锂电池领域。随着新能源领域的快速发展，致使锂资源的市场需求急剧增加，因此有效开发金属锂、锂盐等产品尤为重要。锂资源主要存在于矿石、盐湖和海水中，尤其存在于盐湖中，但是，盐湖中的镁锂比高，镁锂分离困难，导致从盐湖中提锂量仅为总提取量的8％。
2、针对盐湖锂资源的开发，现已开发的提锂技术包括盐田摊晒法、吸附法、溶剂萃取法、电渗析法、膜分离法和电化学法等。其中，电化学法具有绿色环保、生产成本低、对锂的选择性好、对卤水适应性好的特点，是未来盐湖提锂发展的方向。
3、目前，电化学提锂过程中会采用阴离子膜将阴阳极槽分离开，通过阴离子膜来平衡提锂装置中的阴阳离子，使得电化学提锂装置能够正常工作。然而，阴离子膜使用时存在以下问题：(1)虽然阴离子膜在理论上是只能透过阴离子，阳离子不能通过，但在实际使用过程中，渗透作用会导致阴极室中的部分阳离子如钠离子、镁离子等杂质阳离子扩散到阳极室中，从而增加阳极室中富锂溶液中杂质离子的含量。因此，在提取锂的过程中需要增加除杂的成本。(2)阴离子膜本身很脆弱，安装过程需要小心控制，避免因膜破损导致阴极液和阳极液的混合。
>3、本文的目的之三在于提供一种富锂溶液。4、本文的目的之四在于提供一种锂离子电池。
5、本文的目的之五在于提供一种富锂溶液在锂离子电池领域中的应用。
6、为了实现上述目的，本文所采取的技术方案是：
7、本文的第一个方面提供了一种提锂系统，包括提锂装置和电容装置；所述提锂装置包括电解槽和隔板，隔板将电解槽分割为阴极室和阳极室；所述阴极室内设有阴极，阴极以可吸附锂的电极材料为电极；所述阳极室内设置阳极，阳极以嵌锂的电极材料为电极；所述提锂装置的阳极室与电容装置的负极通过管道连通；所述提锂装置的阴极室与电容装置的正极通过管道连通；所述电容装置中设有电解液。
8、本文关于提锂装置的技术方案中的其中一个技术方案至少具有如下技术效果：相比使用阴离子膜的提锂系统，本文的提锂系统未使用阴离子膜，可以避免使用阴离子膜时阴极室中的部分阳离子如钠离子、镁离子等杂质扩散至阳极室内，从而引起提取出的富锂溶液中存在较多阳离子杂质的问题出现，降低了后续对提取后的富锂溶液的除杂成本。此外，电容装置在电场作用下将其内部的阴阳离子吸附到两侧极片处，电容装置断电后，在提锂装置提锂过程中，两侧极片吸附的阴阳离子可以补充到阳极室中阳极电解液和阴极室中的阴极电解液中，使提锂装置中的阳极室和阴极室内的阴阳离子达到平衡状态，从而使提锂系统在不使用阴离子膜的情况下仍可以平稳进行提锂。
9、提锂装置在工作提锂时，阴极电解液中的锂离子嵌入阴极，阳极室内的阳极在外电势的作用下将锂释放入阳极电解液中，从而实现提取锂和释放锂同时进行，提锂效率更高。且当阴极中被充分嵌入锂离子后成为了嵌锂的电极，若将该嵌锂的电极用作阳极，可以将嵌入的锂重新释放入阳极电解液中，因此，嵌锂后的阴极可以作为阳极重复使用；阳极中的锂离子被充分释放入阳极电解液后，若将该释放锂离子后的阳极作为阴极使用仍可重新嵌入锂离子，因此，释放锂离子后的阳极可以作为阴极重复使用。
10、在本文的一些实施方式中，所述电容装置与电源连接，通过电源为电容装置充电。
11、在本文的一些实施方式中，所述电容装置的容量为1125-1200mf。
12、在本文的一些实施方式中，所述电容装置的额定电压为160-180v。
13、在本文的一些实施方式中，所述电容装置为液态电容。
14、在本文的一些实施方式中，所述提锂装置的阳极室与电容装置的负极通过两根管道连通；所述提锂装置的阴极室与电容装置的正极通过两根管道连通。通过两根管道形成两个离子回路。
15、在本文的一些实施方式中，所述提锂装置与电容装置连接的管道中均设有电解液。在管道中充入电解液可以使电容装置内部的阴阳离子和提锂装置中的阴极电解液和阳极电解液形成连通的离子回路。电容装置断电后与通电的提锂装置通过管道相连通，电容装置中的电解液和提锂装置中的阴极室和阳极室的阴阳离子相互移动，电容装置两边的阴阳离子补充到提锂装置中的阳极电解液和阴极电解液中，使提锂体系中阴阳极室内的阴阳离子达到平衡状态。
16、在本文的一些实施方式中，所述提锂装置与电容装置连接的管道的材质为环氧树脂或天然橡胶。管道的材质为绝缘耐腐蚀性材料。
17、在本文的一些实施方式中，所述可吸附锂的电极材料选自磷酸铁、mno2中的至少一种。
18、在本文的一些实施方式中，所述嵌锂的电极材料选自磷酸铁锂、limn2o4、钛酸锂中的至少一种。
19、在本文的一些实施方式中，所述阴极和阳极均与电源连接。
20、在本文的一些实施方式中，所述提锂装置的阳极室内填充有阳极电解液；在本文的一些实施方式中，所述阳极电解液为水或氯化钠溶液；在本文的一些实施方式中，所述阳极电解液为水。采用水作为阳极电解液时，阳极在提锂过程中会将阳极中嵌入的锂释放入水中，从而使阳极电解液成为富锂溶液，水作为阳极电解液时不会在富锂溶液中引入杂质阳离子，极大的减少了后续对富锂溶液的除杂成本。
21、在本文的一些实施方式中，所述提锂装置的阴极室内填充有阴极电解液；在本文的一些实施方式中，所述阴极电解液为含锂溶液；在本文的一些实施方式中，所述阴极电解液为盐湖卤水。阴极电解液中只要含有锂离子即可，阴极电解液中的锂离子嵌入阴极中，使阴极成为嵌锂的电极。
22、在本文的一些实施方式中，所述电解液选自氯化钠、氟化钠、硝酸钠、氯化钾中的至少一种。在本文的一些实施方式中，所述电解液为氯化钠。电解液在电容装置充电过程中电离成阴阳离子并吸附至两侧极片处，当提锂装置工作时，断电后的电容装置可以通过管道将其内部的阴阳离子补充入提锂装置中，使提锂装置在无阴离子膜时仍能持续工作。
23、本文的第二个方面提供了一种提锂方法，所述提锂方法采用本文第一个方面提供的所述提锂系统进行，所述提锂方法包括以下步骤：
24、s1：向提锂装置中的阳极室中充入阳极电解液，同时向阴极室中充入阴极电解液，阴极电解液中含有锂离子；使电容装置充电后断电；
25、s2：使提锂装置通电进行提锂。
26、本文关于提锂方法的技术方案中的其中一个技术方案至少具有如下技术效果：本文中的提锂方法结合电容装置提供阴阳离子的方式来平衡提锂过程中阴阳离子，能够使得该方法在不使用阴离子膜的情况下也能正常提锂，且无膜提锂方法可以有效避免阴离子膜的使用，降低成本，同时也可避免杂质阳离子通过阴离本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提锂系统，其特征在于：包括提锂装置和电容装置；所述提锂装置包括电解槽和隔板，隔板将电解槽分割为阴极室和阳极室；所述阴极室内设有阴极，阴极以可吸附锂的电极材料为电极；所述阳极室内设置阳极，阳极以嵌锂的电极材料为电极；所述提锂装置的阳极室与电容装置的负极通过管道连通；所述提锂装置的阴极室与电容装置的正极通过管道连通；所述电容装置中设有电解液。
2.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述电容装置的容量为1125-1200mF；
3.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述提锂装置的阳极室与电容装置的负极通过两根管道连通；所述提锂装置的阴极室与电容装置的正极通过两根管道连通。
4.根据权利要求1或3所述的提锂系统，其特征在于：所述提锂装置与电容装置连接的管道中均设有电解液。
5.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述可吸附锂的电极材料选自磷酸铁、MnO2中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述嵌锂的电极材料选自磷酸铁锂、LiMn2O4、钛酸锂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述电解液选自氯化钠、氟化钠、硝酸钠、氯化钾中的至少一种。
8.一种提锂方法，其特征在于：所述提锂方法采用权利要求1～7任一项所述的提锂系统进行，所述提锂方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述提锂方法，其特征在于：所述提锂方法还包括在步骤S2之后进行步骤S3的步骤；所述步骤S3为：将阴极室中提锂后的阴极电解液排出并充入阴极电解液，同时将提锂装置中的阴极和阳极的位置交换放置，然后使提锂装置通电进行提锂。
10.根据权利要求8所述提锂方法，其特征在于：所述提锂方法还包括在步骤S2之后进行步骤S3的步骤；所述步骤S3为：将阴极室中提锂后的阴极电解液排出并充入阳极电解液，将阳极室中释放锂后的阳极电解液排出并充入阴极电解液，然后使提锂装置通电进行提锂。
11.根据权利要求9或10所述提锂方法，其特征在于：所述步骤S3的循环次数不少于两次。
12.根据权利要求8所述提锂方法，其特征在于：所述步骤S2中工作电压为0.8～1.2V。
13.根据权利要求8所述提锂方法，其特征在于：所述步骤S2中工作电流为0.005～0.02A。
14.根据权利要求8所述提锂方法，其特征在于：所述阴极电解液为盐湖卤水。
15.根据权利要求8所述提锂方法，其特征在于：所述阳极电解液选自水、氯化钠溶液中的至少一种。
16.一种富锂溶液，其特征在于：采用权利要求8～15任一项所述的方法提取得到。
17.一种锂离子电池，其特征在于：由权利要求16所述的富锂溶液制得。
18.权利要求16所述富锂溶液在锂离子电池领域中的应用。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种提锂系统，其特征在于：包括提锂装置和电容装置；所述提锂装置包括电解槽和隔板，隔板将电解槽分割为阴极室和阳极室；所述阴极室内设有阴极，阴极以可吸附锂的电极材料为电极；所述阳极室内设置阳极，阳极以嵌锂的电极材料为电极；所述提锂装置的阳极室与电容装置的负极通过管道连通；所述提锂装置的阴极室与电容装置的正极通过管道连通；所述电容装置中设有电解液。
2.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述电容装置的容量为1125-1200mf；
3.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述提锂装置的阳极室与电容装置的负极通过两根管道连通；所述提锂装置的阴极室与电容装置的正极通过两根管道连通。
4.根据权利要求1或3所述的提锂系统，其特征在于：所述提锂装置与电容装置连接的管道中均设有电解液。
5.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述可吸附锂的电极材料选自磷酸铁、mno2中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述嵌锂的电极材料选自磷酸铁锂、limn2o4、钛酸锂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的提锂系统，其特征在于：所述电解液选自氯化钠、氟化钠、硝酸钠、氯化钾中的至少一种。
8.一种提锂方法，其特征在于：所述提锂方法采用权利要求1～7任一项所述的提锂系统进行，所述提锂方法包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李爱霞，余海军，谢英豪，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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