[發明專利]一種基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法

在審

• 申請號: 202110557233.1
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113279015A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 顏果春;黃林峰;胡啟陽;王接喜;郭志豪;王志興;郭華軍;李新海;彭文杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C25C3/02
• 分類號: C25C3/02;C25C7/04;C25C7/06
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李喆

1.一種基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述雙室熔鹽電解槽包括電解槽外殼、陽極板、陽極室、陰極板、陰極室、固體電解質陶瓷隔膜，所述陽極室和陰極室由固體電解質陶瓷隔膜分隔；

所述制備高純鋰的方法具體包括：

將干燥的LiCl和KCl均勻混合后加入至雙室熔鹽電解槽的陽極室，并向陰極室中加入金屬鋰；

將所述雙室熔鹽電解槽加熱至陽極室中的鹽和陰極室中的鋰完全融化并保溫，使得所述雙室熔鹽電解槽形成連續通路；

將所述形成連續通路的雙室熔鹽電解槽通直流電進行電解，將陽極室中產生的氣體進行回收，從陰極室中獲得高純金屬鋰。

2.根據權利要求1所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述雙室熔鹽電解槽還包括集氣罩；所述集氣罩設置在陽極室內部上方，所述集氣罩外部連接有風機和氯氣回收系統；

所述集氣罩用于吸收陽極室產生的氣體并進行回收。

3.根據權利要求1所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述雙室熔鹽電解槽還包括出鋰管和無氧工作箱；

所述出鋰管設置在陰極室的側面，出鋰管的另一端連接有無氧工作箱，用于收集金屬鋰熔融液，并將金屬鋰熔融液冷卻為鋰鑄錠。

4.根據權利要求1所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述雙室熔鹽電解槽還包括進料口，所述進料口設置在陽極室的側面，用于添加LiCl，使得電解過程達到動態平衡，實現鋰的連續制備。

5.根據權利要求1所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述LiCl和KCl混合物中LiCl的占比為40-60wt％。

6.根據權利要求1所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述保溫溫度為420-500℃。

7.根據權利要求1所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述陽極板為耐高溫耐腐蝕陽極板，具有為石墨電極；所述陰極板為低碳鋼電極。

8.根據權利要求1所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述固體電解質陶瓷隔膜為鋰離子導體材料，包括但不限于NASICON型氧化物固態電解質、LISICON型氧化物固態電解質、石榴石型氧化物固態電解質、鈣鈦礦型氧化物固態電解質、反鈣鈦礦型氧化物固態電解質、Thio-LISICON型硫化物固態電解質、Li_(11-x)M_(2-x)P_(1+x)S₁₂型硫化物固態電解質、硫銀鍺礦型硫化物固態電解質及鹵化物固態電解質。

9.根據權利要求2所述的基于固態電解質的雙室熔鹽電解槽制備高純鋰的方法，其特征在于，所述氯氣回收系統是通過堿液吸收Cl₂生成次氯酸鹽溶液。