【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请实施例涉及盐湖提锂，例如一种盐湖提锂用电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂是一种重要的战略资源，广泛用于锂电池领域。新能源领域的快速发展，带动锂资源的市场需求快速增加，低成本、高效地锂资源开发成为各企业参与市场竞争的重要保证。自然界中已探明的锂资源主要存在于盐湖卤水、海水和矿石中，其中盐湖锂资源约占70％。由于锂矿石开采成本高、难度大，且随着不断开采已日益贫乏和枯竭，因此，从盐湖卤水提取锂已成为锂资源开发的趋势。
2、我国西部盐湖众多，但由于高镁锂比特征导致其开发程度低。目前国内外从卤水中提锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、蒸发结晶法、电渗析法、离子交换吸附法等，沉淀法是较为成熟的技术，但存在耗能较大、工艺流程复杂、成本较高的缺点，锂的回收率也不高。萃取法提锂速率快，但是萃取剂溶解于卤水中容易导致环境污染；吸附法存在吸附容量低、吸附剂溶损以及水耗大等问题。近年来，国内外很多研究者对新的提锂工艺进行了广泛的探索和研究，电化学提锂技术具有良好的使用价值和应用前景。
3、cn107201452a公开了一种基于limn2o4电极材料从含锂溶液中提锂的方法，其以嵌锂态limn2o4和脱锂态li1-xmn2o4为电极对，分别置于通过阴离子交换膜隔离的回收液与提取液中，恒压通电后锂离子嵌入阴极电极材料被提取，与此同时阳极电极中的锂被释放到干净的溶液中，实现锂的回收和富集，然而，由于电极制备需要粘结剂将电极活性材料粘结在集流体上，使电极在提锂时存在锂离子导电性和亲水性差的问题。
4、cn113
5、上述方案存在有锂离子导电性和亲水性差或电极提锂容量低的问题，限制了其在实际中的应用。
技术实现思路
1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
2、本申请实施例提供一种盐湖提锂用电极材料及其制备方法和应用，本申请在电极材料表面包覆有机物正极材料包覆层，不仅可以提高电极机械强度，同时还可以使该电极在提锂过程中具有较高锂离子导电性并且不降低电极容量。
3、第一方面，本申请实施例提供了一种盐湖提锂用电极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)对电极活性材料加热后与有机溶剂混合，得到分散液；
5、(2)将所述分散液和有机正极包覆剂混合，进行加热回流反应；
6、(3)对加热回流反应得到物料进行冷却、离心后去除上清液，得到所述盐湖提锂用电极材料。
7、本申请所述盐湖提锂用电极材料的制备过程中，将高温的电极活性材料加入到有机溶剂中，有机物在活性材料表面发生碳化，增加电极材料表面的活性位点，提高表面能，从而使有机正极包覆剂易于附着在电极材料表面，发生反应形成均匀的有机物正极材料包覆层。有机物正极材料包覆层不仅具有良好的锂离子传输速率，能在电极活性材料表面与粘结剂之间形成锂离子扩散通道，为锂离子提供传输途径，从而加速锂离子的迁移，提高电极的提锂效率。并且由于有机物具有粘性，能够替代部分pvdf的作用，可以提高电极机械强度，防止电极活性颗粒脱落，使电极具有更高的循环稳定性。
8、优选地，步骤(1)所述电极活性材料包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂或锰酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
9、优选地，所述加热的温度为600～800℃，例如：600℃、650℃、700℃、750℃或800℃等。
10、优选地，步骤(1)所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、甲醇或乙醇中的任意一种或至少两种的组合。
11、优选地，所述电极活性材料的质量和有机溶剂的体积比为0.05～0.1g/ml，例如：0.05g/ml、0.06g/ml、0.07g/ml、0.08g/ml或0.1g/ml等。
12、优选地，步骤(2)所述有机正极包覆剂包括蒽醌、酸酐、酰亚胺类化合物的前体或单体中的任意一种或至少两种的组合。
13、优选地，所述有机正极包覆剂和电极活性材料的质量比为(12～68):100，例如：12:100、20:100、25:100、40:100或68:100等，优选为(25～38):100。
14、优选地，步骤(2)所述加热回流反应的温度为140～160℃，例如：140℃、145℃、150℃、155℃或160℃等。
15、优选地，所述加热回流反应的时间为6～48h，例如：6h、8h、20h、30h或48h等。
16、优选地，步骤(3)所述冷却的方法包括冰浴冷却。
17、优选地，所述去除上清液后对沉淀物进行洗涤和烘干处理。
18、第二方面，本申请实施例提供了一种盐湖提锂用电极材料，所述盐湖提锂用电极材料通过如第一方面所述方法制得。
19、优选地，所述盐湖提锂用电极材料包括电极活性材料内核和依次层叠设置于所述电极活性材料内核表面的碳层和有机物正极材料包覆层；
20、优选地，所述有机物正极材料包覆层的材料包括含氧共轭羰基有机物。
21、本申请在电极活性材料表面包覆一层含氧共轭羰基有机物包覆层(即有机物正极材料包覆层)，使该电极在提锂过程中具有较高锂离子导电性并且不降低电极容量。所述含氧共轭羰基有机物包覆层在放电过程中可提供锂离子的嵌入位点，从而在电化学脱嵌提锂过程中能够接受锂离子的嵌入，使电极能够容纳更多的锂离子，因此在提高锂离子导电性和粘结性的同时能够有效避免电极容量的降低。
22、优选地，以所述盐湖提锂用电极材料的质量为100％计，所述有机物正极材料包覆层的质量分数为10～40％，例如：10％、15％、20％、30％或40％等，优选为20～30％。
23、第三方面，本申请实施例提供了一种盐湖提锂电极，所述盐湖提锂电极包含如第二方面所述的盐湖提锂用电极材料。
24、第四方面，本申请实施例提供了一种盐湖提锂方法，所述盐湖提锂方法使用如第三方面所述盐湖提锂电极作为阳极，使用如第三方面所述盐湖提锂电极制成的贫锂态电极作为阴极。
25、相对于相关技术，本申请实施例具有以下有益效果：
26、(1)本申请实施例在电极材料表面包覆一层有机物正极材料包覆层，不仅可以提高电极机械强度，防止电极活性颗粒脱落，还可以增加电极的吸附容量和循环稳定性。
27、(2)本申请实施例所述盐湖提锂用电极材料制成电极用于盐湖提锂的过程中，提锂后卤水中锂浓度可达0.15g/l以下，阳极液中锂浓度可达3.1g/l以上，吸附容量mg(li)/g(lifepo4)可达2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盐湖提锂用电极材料的制备方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)所述电极活性材料包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂或锰酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述加热的温度为600～800℃。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，步骤(1)所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲醇或乙醇中的任意一种或至少两种的组合。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述电极活性材料的质量和有机溶剂的体积比为0.05～0.1g/mL。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述有机正极包覆剂包括蒽醌、酸酐、酰亚胺类化合物的前体或单体中的任意一种或至少两种的组合；
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述加热回流反应的温度为140～160℃；
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法，其中，步骤(3)所述冷却的方法包括冰浴冷却；p>
9.一种盐湖提锂用电极材料，其中，所述盐湖提锂用电极材料通过如权利要求1-8任一项所述方法制得。
10.如权利要求9所述盐湖提锂用电极材料，其中，所述盐湖提锂用电极材料包括电极活性材料内核和依次层叠设置于所述电极活性材料内核表面的碳层和有机物正极材料包覆层。
11.如权利要求10所述盐湖提锂用电极材料，其中，所述有机物正极材料包覆层的材料包括含氧共轭羰基有机物。
12.如权利要求10或11所述盐湖提锂用电极材料，其中，以所述盐湖提锂用电极材料的质量为100％计，所述有机物正极材料包覆层的质量分数为10～40％，优选为20～30％。
13.一种盐湖提锂电极，其中，所述盐湖提锂电极包含如权利要求9-12任一项所述的盐湖提锂用电极材料。
14.一种盐湖提锂方法，其特征在于，所述盐湖提锂方法使用如权利要求13所述盐湖提锂电极作为阳极，使用如权利要求13所述盐湖提锂电极制成的贫锂态电极作为阴极。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种盐湖提锂用电极材料的制备方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)所述电极活性材料包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂或锰酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述加热的温度为600～800℃。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，步骤(1)所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、甲醇或乙醇中的任意一种或至少两种的组合。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述电极活性材料的质量和有机溶剂的体积比为0.05～0.1g/ml。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述有机正极包覆剂包括蒽醌、酸酐、酰亚胺类化合物的前体或单体中的任意一种或至少两种的组合；
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，步骤(2)所述加热回流反应的温度为140～160℃；
8.如权利要求1-7任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，李爱霞，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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