[发明专利]在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极

权利要求书

1.一种在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于，由可嵌锂氧化物、预锂化聚苯硫醚或预锂化聚苯硫醚衍生物、导电剂和聚四氟乙烯粘接剂组成的阴极膜；所述可嵌锂氧化物、预锂化聚苯硫醚或预锂化聚苯硫醚衍生物、导电剂由聚四氟乙烯粘接剂粘结成膜，且在聚四氟乙烯粘接剂中均匀分布；所述阴极膜热压复合在集流体上；其制备方法包括以下步骤：

将导电剂、可嵌锂氧化物，以及预锂化聚苯硫醚或预锂化聚苯硫醚衍生物，在混料机中混合均匀至粉料A；其中，所述预锂化聚苯硫醚或预锂化聚苯硫醚衍生物由聚苯硫醚或其衍生物在高温下与锂盐发生反应而制得；

将聚四氟乙烯粉体和粉料A在混料机中混合均匀至粉料B；混合过程在聚四氟乙烯呈玻璃态的温度条件下进行；

所述粉料B在研磨设备中使用超音速干燥气体进行研磨，使得粉料B中的聚四氟乙烯的分子链延展打开，同导电剂形成物理粘连，且不发生化学反应，获得粉料C；

粉料C在高温热压下制成阴极膜D；

采用热压复合工艺，将阴极膜D热复合在耐蚀集流体的两面制成离子筛阴极。

2.根据权利要求1所述的在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：所述预锂化聚苯硫醚或预锂化聚苯硫醚衍生物结晶区所占比例范围在30%~90%。

3.根据权利要求2所述的在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：所述预锂化聚苯硫醚或预锂化聚苯硫醚衍生物结晶区的比例，通过改变聚苯硫醚基原料中的结晶和交联的比例来实现，或者通过改变后续预锂化反应温度和时间来实现。

4.根据权利要求1所述在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：可嵌锂氧化物、预锂化聚苯硫醚或预锂化聚苯硫醚衍生物和导电剂的重量百分比:50%-95%：5%-50%：0%-20%。

5.根据权利要求1所述在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：聚四氟乙烯粉体与粉料A的重量百分比为3%-15%：85%-97%。

6.根据权利要求1所述在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：粉料C经热辊压机辊压多次达到阴极膜D的厚度要求，热辊压温度为150-250 ℃；或者将两层或多层阴极膜D热压复合到一起。

7.根据权利要求1所述在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：所述将热压复合在耐蚀集流体的两面制成离子筛阴极，热复合辊压温度为120-220 ℃，耐蚀集流体和两张阴极膜D经同速放卷，进入两个相对转动的热辊压机，耐蚀集流体夹在中间，通过调节辊缝宽度，控制压力，使得阴极膜D刚好能够复合在集流体上即可。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：所述的可嵌锂氧化物为钛酸锂、氧化锰、氧化钴、已脱锂的磷酸铁锂和/或锰酸锂。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：所述导电剂为super-P、乙炔黑、活性碳、人造石墨、高纯石墨中的一种或几种的混合物。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的在含锂的水溶液中提取锂的电解池用离子筛阴极，其特征在于：所述的耐蚀集流体为碳保护的不锈钢箔材、析氢涂层包覆的钛网、铁镀镍网、石墨膜和/或石墨纸。