[发明专利]一种电化学脱嵌法提锂用电极板的导电支撑材料

说明书

本发明涉及一种电化学脱嵌法提锂用电极板的导电支撑材料，电化学脱嵌法中的电极板包括正极和负极，所述的正极板和负极板为锂电池正极材料涂覆在支撑材料上形成，所述的支撑材料由纯钛材料制成。采用本发明的电化学脱嵌法提锂用电极板的导电支撑材料应用于电极上，较传统的电极相比加工简单，成本相对降低，克服了现有在电化学脱嵌法提锂技术应用中的不足，减轻了极板加工工序，降低成本，工业化减少很多投资，相对于现有的极板，减少了对环境的污染，成本相对降低。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种电化学脱嵌法提锂用电极板的导电支撑材料。

背景技术

针对高镁锂比盐湖卤水难以经济高效清洁提取的难题，专利CN102049237A(一种选择性提取锂的磷酸铁锂离子筛及其应用)和CN102382984A(一种盐湖卤水镁锂分离及富集锂的方法和装置)，公开一种锂液体溶液或盐湖卤水镁锂分离和富集的方法和装置，利用水溶液锂电池的工作原理，把对锂电池正极材料材料(以下简称富锂材料)和脱锂的正极材料(以下简称欠锂材料)分别涂覆到导电基体上制作成正、负电极板(以下简称正极板、负极板)，盐湖卤水或含锂溶液为阴极电解液，不含镁的支持电解质为阳极电解液，从而组成的一个电化学脱嵌体系，实现了对于含锂液体或盐湖的锂资源的提取，这个方法称之为电化学脱嵌法，其中所述的导电基体为涂钌钛网、石墨板、Pt族金属及其合金箔、碳纤维布、石墨纸中的一种。

电化学脱嵌法提锂也是一种氧化还原反应，即需要对槽体内正负电极板不断进行正向充电、反向充电的操作，电极板所用导电体需为惰性基体，即在充放电过程中导电体本身不发生氧化还原反应而腐蚀溶解。传统工艺中一般使用涂覆有贵金属的钛作为电解用导电电极，其中包括铂系钛电极、钌系钛电极、铱系钛电极、铱钛电极等作为电解的电极。但是这些电极加工成本高且工艺复杂。这个过程中需要一种金属作为导电体，充当涂覆材料的支撑物和导电体，同时在电极极性不断倒向的电化学氧化还原过程中耐腐蚀而不损坏，且相对以前的电极整体价格便宜。

钛因其优异的物理化学性质被广泛的应用于氯碱，电镀，电沉积等领域。其中，电镀废水回收用钛阳极采用铱钽混合金属氧化物涂层、铂铱钽混合金属氧化物涂层、镀铂层等，可根据客户电镀槽大小、电镀条件等不同工艺设计不同规格的铜回收用阳极板，电催化活性高，耐腐蚀性良好。氯碱工业以涂钌钛作为阳极，进行析出氯气反应。有色金属电沉积(铜、镍、钴等)也用纯钛作为阴极进行金属的沉积。而工业生产中涂层钛阳极在使用过程中严禁倒极使用，贵金属氧化物涂层一旦作为阴极使用，表面产生还原反应，易转变成金属单质，就无法与钛基有效的结合，造成涂层脱落，一般的金属钛作为阳极长时间使用时电极表面发生阳极氧化，生成二氧化钛钝化膜，纯二氧化钛电阻率大，导致电极表面电子传递速率减小，形成不导电的现象。

钛涂钌阳极属于析氯阳极，一般在盐酸及电解海水、电解食盐水环境中使用，如钌铱阳极、钌铱锡阳极等。钛涂铱系阳极属于析氧阳极，一般使用环境为酸性环境，如铱钽阳极、铱钽涂层钛阳极。还有一种镀铂钛阳极，又称铂钛电极、铂电极、镀铂阳极等，是以钛为基材，表面镀一层铂系贵金属。在制备以上氧化物涂层时，除了贵金属元素外，还添加了其他的合金元素。采用在Ru系和Ir系涂层中添加辅助元素，组成二元、三元以及四元金属氧化物，可以明显提高钛阳极性能。