[发明专利]一种盐水电化学提锂抑制共存阳离子干扰的方法

权利要求书

1.一种盐水电化学提锂抑制共存阳离子干扰的方法，其特征在于，电化学提锂体系放电嵌锂时采用间歇式放电，在暂停放电时，阳离子间的排斥作用使锂离子和其他金属阳离子在溶液中重新分布，消除放电时在锂离子筛电极表面形成的共存阳离子层，使得后续放电时锂离子容易靠近锂离子筛电极表面并扩散进入锂离子筛中，具体包括以下工艺步骤：

(1)以λ-MnO₂锂离子筛电极和氯离子捕获电极分别作为正负极，含锂盐水为电解质溶液构建电化学提锂体系，采用间歇式放电使含锂盐水中的锂离子嵌入锂离子筛中，氯离子被捕获电极捕获；

(2)以步骤(1)中嵌入锂离子的锂离子筛电极为工作电极，捕获氯离子的捕获电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，LiCl溶液为电解质溶液构建电化学反应体系，将工作电极和对电极分别与外接电源正负极连接进行恒流充电，锂离子从锂离子筛中脱出再生，氯离子从捕获电极上脱附再生；

(3)步骤(1)和步骤(2)的放电和充电过程循环进行，从而将锂离子从含锂盐水中提出得到纯净氯化锂。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述λ-MnO₂锂离子筛电极为尖晶石型LiMn₂O₄电极经电化学脱锂后得到；按照尖晶石型LiMn₂O₄、乙炔黑导电添加剂和聚偏氟乙烯PVDF粘结剂质量比为80:10:10～90:5:5的比例分别称取三种物质，按照聚偏氟乙烯PVDF粘结剂和N-甲基吡咯烷酮NMP的质量比为2:98～5:95的比例称取N-甲基吡咯烷酮NMP，将聚偏氟乙烯PVDF粘结剂溶解于N-甲基吡咯烷酮NMP中，然后加入已称量的尖晶石型LiMn₂O₄和乙炔黑导电添加剂，搅拌形成浆料，将该浆料均匀涂覆在钛网集流体上，LiMn₂O₄的负载量为5～10mg/cm²，然后在50～100℃真空干燥5～10小时得到LiMn₂O₄电极；以LiMn₂O₄电极为工作电极，钛网为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，浓度为0.01～0.1mol/L的LiCl溶液为电解质溶液构建电化学反应体系，将工作电极和对电极分别与外接电源正负极连接进行恒流充电，电流密度为0.01～0.1A/g LiMn₂O₄，充电截止电压相对于Ag/AgCl参比电极为0.9～1.1V，锂离子从LiMn₂O₄中脱出形成λ-MnO₂锂离子筛电极，钛网电极上析出氢气。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述氯离子捕获电极为银Ag电极或活性炭AC电极中的一种；氯离子捕获电极由Ag粉或活性炭AC等电极活性材料中的一种，乙炔黑导电添加剂，聚偏氟乙烯PVDF粘结剂按照一定比例混合并涂覆在钛网集流体上获得；其中电极活性材料、导电添加剂和粘结剂三者的质量比为80:10:10～90:5:5。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述含锂盐水是氯化物型盐水，除含有锂离子外，还含有钠离子Na⁺、钾离子K⁺、镁离子Mg²⁺或钙离子Ca²⁺中的一种或多种，具体可为盐湖卤水或其蒸发浓缩液、海水或其蒸发浓缩液、含有LiCl的工业废弃盐水中的一种。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述间歇式放电是指放电过程非连续进行，在放电一定时间后暂停放电一定时间，然后再继续放电，多次重复该步骤；其中，暂停放电时长≥10秒，以保证锂离子和共存离子在溶液中分布均匀，放电时长与暂停放电时长的比值为1～5，以保证最佳工作效率；放电电流密度为0.01～0.1A/gλ-MnO₂，放电截止电压相对于Ag/AgCl参比电极为0.2～0.4V。