[發明專利]一種金屬鋰合金及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910552655.2
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110289391B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 胡啟陽;柳天成;王接喜;李新海;譚磊;顏果春;王志興;郭華軍;彭文杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/40;H01M10/052
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

1.一種金屬鋰合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)從鋰礦石浸出液或凈化后的鋰鹵水中提取堿金屬鹽固體；

所述堿金屬鹽固體由以下方法制備得到：用復合萃取劑對鋰礦石浸出液或凈化后的鋰鹵水進行逆流萃取和分液，再蒸發有機溶劑，得到鋰鹽固體和其他堿金屬鹽固體；

或所述堿金屬鹽固體由以下方法制備得到：向鋰礦石浸出液或凈化后的鋰鹵水中加入復合沉淀劑，使鋰鹽及其他堿金屬鹽以固體形式析出，然后進行過濾和干燥處理，得到堿金屬鹽固體；

其中，所述堿金屬鹽固體包括鋰鹽固體、鈉鹽固體、鉀鹽固體、銣鹽固體和銫鹽固體；

2)將步驟1)所得堿金屬鹽固體進行干燥處理；

3)將干燥后的堿金屬鹽固體進行真空還原，冷凝后得到金屬鋰合金；

其中，真空還原所用還原劑為鋁粉、硅粉、鎂粉和鈣粉中的一種或兩種，還原溫度為700～1300℃。

2.如權利要求1所述金屬鋰合金的制備方法，其特征在于，步驟1)所述鋰礦石浸出液或凈化后的鋰鹵水中鋰與鎂的濃度比及鋰與硼的濃度比均大于1。

3.如權利要求1所述金屬鋰合金的制備方法，其特征在于，步驟1)所述鋰礦石浸出液或凈化后的鋰鹵水中堿金屬含量大于10mg/L。

4.如權利要求1所述金屬鋰合金的制備方法，其特征在于，所述復合萃取劑包括提鋰萃取劑和提鈉、鉀、銣、銫萃取劑；

所述提鋰萃取劑包括酸性萃取劑和中性絡合提鋰萃取，所述酸性萃取劑包括雙三氟甲烷磺酰亞胺和/或高氯酸，所述中性絡合提鋰萃取包括NN-二甲基乙酰胺、磷酸三丁酯、丁基磷酸二丁酯和二丁基磷酸丁酯中的一種或多種；

所述提鈉、鉀、銣、銫萃取劑包括酚醇類、冠醚類、二苦胺、二苦胺衍生物和二苦胺硼化物中的一種或多種，所述提鈉、鉀、銣、銫萃取劑所用溶劑為碳酸酯類有機溶劑或醚類有機溶劑。

5.如權利要求1所述金屬鋰合金的制備方法，其特征在于，所述復合沉淀劑包括鋰離子沉淀劑和鈉、鉀、銣、銫離子沉淀劑；

所述鋰離子沉淀劑為碳酸鹽，所述鈉、鉀、銣、銫離子沉淀劑為絡合酸鹽、雜多酸、礬類和鹵化物中的一種或多種。

6.一種金屬鋰合金，其特征在于，所述金屬鋰合金由權利要求1～5任意一項所述制備方法制備而成。

7.一種金屬鋰負極，其特征在于，所述金屬鋰負極直接由權利要求1～5任意一項所述制備方法制得的金屬鋰合金或權利要求6所述的金屬鋰合金直接沖壓成片而成。

8.一種鋰電池，其特征在于，包含權利要求7所述金屬鋰負極。