[發(fā)明專利]一種金屬鋰合金及其制備方法與應用

有效

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• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110564965B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 王接喜;柳天成;胡啟陽;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: C22B3/40
• 分類號: C22B3/40;C22B26/12;C25C1/24;C22C24/00;H01M4/134;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)將凈化后的含堿金屬水相用復合萃取有機相進行萃取，分液得到富堿金屬鹽有機相；

其中，所述含堿金屬水相中含有鋰和除鋰以外的其它堿金屬中的一種或多種，凈化后的含堿金屬水相鋰與鎂以及鋰與硼的濃度比均大于100，其它堿金屬的濃度不小于10mg/L；所述復合萃取有機相由萃取劑、共萃取劑和溶劑組成，所述萃取劑為提鋰萃取劑，所述共萃取劑為酚醇類化合物、冠醚類化合物、二苦胺及其衍生物和硼化物中的一種或多種，所述溶劑為碳酸酯類有機溶劑或醚類有機溶劑；

所述提鋰萃取劑為雙三氟甲烷磺酰亞胺、高氯酸、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；

所述酚醇類化合物為4-叔戊基-2-(α-甲芐基)苯酚或4-仲丁基-2-(α-甲芐基)苯酚；

所述碳酸酯類有機溶劑為碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸二甲酯和碳酸甲基乙基酯中的一種或多種；所述醚類有機溶劑為乙二醇二甲醚；

2)將步驟1)所得富堿金屬鹽有機相用洗滌液進行洗滌；

3)將洗滌后的富堿金屬鹽有機相進行電解得到金屬鋰合金；

其中，電解采用銅、銀、金、玻碳、不銹鋼或者石墨作為陰極；電解陰極電勢小于-3.04V，電流密度為1-50mA/cm²，電解時間為1-10h。

2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述含堿金屬水相為鋰礦石浸出液、鋰鹵水、鋰鹽混合溶液中的一種或至少兩種組成的混合溶液。

3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述復合萃取有機相中萃取濃度為1-20mol/L，共萃取劑濃度為1-10mol/L；和/或，所述萃取為2-10級逆流萃取。

4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)洗滌液中Li⁺濃度為0.5-15mol/L，H⁺濃度為0.5-15mol/L，洗滌O/A比是1-30。

5.一種金屬鋰合金，其特征在于，所述金屬鋰合金由權利要求1-4任意一項所述制備方法制備而成。

6.一種金屬鋰負極，其特征在于，所述金屬鋰負極直接由權利要求1～4任意一項所述制備方法制得的金屬鋰合金或權利要求5所述的金屬鋰合金直接沖壓成片而成。

7.一種鋰電池，其特征在于，包含權利要求6所述金屬鋰負極。