[发明专利]从水溶液中电化学制备碱金属的方法

权利要求书

1.一种电解池，该电解池包括一个装有至少一种碱金属盐水溶液的阳极室、一个阴极室和一种用于将阳极室和阴极室彼此分隔开的固体电解质，其中该固体电解质与阳极室接触的那部分表面和/或与阴极室接触的那部分表面还具有至少一层离子传导层。

2.如权利要求1所述的电解池，其中：

(a)至少一种碱金属盐是锂盐，或者由两种或多种锂盐组成的混合物，并且该固体电解质选自锂-β″-氧化铝、锂-β-氧化铝、锂-β/β″-氧化铝、NASICON陶瓷的锂类似物、LISICON和具有钙钛矿结构的Li离子导体；或者

(b)至少一种碱金属盐是钠盐，或者由两种或多种钠盐组成的混合物，并且该固体电解质选自钠-β″-氧化铝、钠-β-氧化铝、钠-β/β″-氧化铝以及NASICON陶瓷类；或者

(c)至少一种碱金属盐是钾盐，或者由两种或多种钾盐组成的混合物，并且该固体电解质选自钾-β″-氧化铝、钾-β-氧化铝、钾-β/β″-氧化铝以及NASICON陶瓷的钾类似物。

3.权利要求1或2所述的电解池，其中涉及固体电解质与阳极室接触的表面的至少一层离子传导层是一种聚合物电解质；一种陶瓷电解质；一种化合物，其中夹有在权利要求1中限定的至少一种碱金属盐的碱金属离子；或者由上述两种或多种物质组成的混合物。

4.如权利要求1-3中任一项所述的电解池，其中涉及固体电解质与阴极室接触的表面的至少一层离子传导层是一种碱金属盐，其中该碱金属与权利要求1所限定的碱金属盐中的碱金属相同；一种化合物，其中夹有在权利要求1中所限定的至少一种碱金属盐的碱金属离子；或者由上述两种或多种物质组成的混合物。

5.如权利要求4所述的电解池，其中：

(a)在权利要求1中限定的至少一种碱金属盐是锂盐或者是由两种或多种锂盐组成的混合物，以及

(aa)涉及固体电解质与阴极室相接触的表面的碱金属盐选自LiOH、LiNH₂、LiCl、LiBr、LiI、LiOR和由其中的两种或多种形成的混合物；

(bb)夹有锂离子的化合物是石墨、C₆Li或它们的混合物；或者

(b)在权利要求1中限定的至少一种碱金属盐是钠盐或者由两种或多种钠盐组成的混合物，以及

(aa)涉及固体电解质与阴极室相接触的表面的碱金属盐选自NaOH、NaNH₂、NaCl、NaBr、NaI、NaOR和由其中的两种或多种形成的混合物；

(bb)夹有钠离子的化合物是石墨、C₈Na或它们的混合物；或者

(c)在权利要求1中限定的至少一种碱金属盐是钾盐或者由两种或多种钾盐组成的混合物，以及

(aa)涉及固体电解质与阴极室相接触的表面的碱金属盐选自KOH、KNH₂、KCl、KBr、KI、KOR和由其中的两种或多种形成的混合物；

(bb)夹有钾离子的化合物是石墨、C₈K或它们的混合物，其中R是具有1-5个碳原子的直链或支链烷基。

6.如权利要求1-5中任一项所述的电解池，其中：

(a)在权利要求1中限定的至少一种碱金属盐是锂盐或者由两种或多种锂盐组成的混合物，并且阴极由锂构成，或者

(b)在权利要求1中限定的至少一种碱金属盐是钠盐或者由两种或多种钠盐组成的混合物，并且阴极由钠构成，或者

(d)在权利要求1中限定的至少一种碱金属盐是钾盐或者由两种或多种钾盐组成的混合物，并且阴极由钾构成。

7.如权利要求1-6中任一项所述的电解池，其中阴极是钢质阴极，并且由一种液体电解质，优选电解质熔体，将该阴极与固体电解质分隔开。