一种用于提高盐湖卤水分解电压的新方法

本发明属于盐卤资源的综合利用领域

背景技术：

1、1.金属锂是目前已知最轻的金属(密度为0.534g cm-3)，理论比容量高达3860mah·g-1，电位仅为-3.04v(vs标准氢电极)，因此，它已被广泛用于新能源行业，特别是锂离子电池及相关领域，随着电动汽车的普及，我国对锂资源的需求也越来越大。

2、2.我国锂资源丰富，已探明锂资源储量约为540万吨，约占全球总探明储量的13％；然而我国锂资源大部分集中于盐湖卤水中，其中盐湖锂资源占比超过80％，因此，实现盐湖卤水锂资源的高效提取则与我国的新能源产业的发展息息相关；然而，我国盐湖具有高镁锂的特性，青海柴达木盆地的大柴旦盐湖、东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖和一里坪盐湖是典型的硫酸盐型高镁锂比盐湖，察尔汗盐湖卤水属于氯化物型，其镁锂比值高达1400以上，镁锂分离十分困难。因此，高选择性显得尤为重要，而电化学脱嵌法对li+具有高选择性、绿色、环保等优点，使得该方法在盐湖提锂中具有广阔的应用前景。

3、然而由于水的分解电压较低(1.23v)，导致电化学脱嵌法在进行盐湖提锂时工作窗口较窄，可供选择的活性材料远远低于常规的锂离子电池正极材料的数量，影响其提锂效率，限制了电化学脱嵌法在盐湖提锂中的应用；因此拓宽卤水的分解电压上对盐湖提锂有着重要实践意义。

技术实现思路

1、1.高电压盐卤水的配置

2、拓宽卤水电解液的电化学窗口可通过热力学与动力学两个途径实现：在热力学方面，破坏水分子间氢键，抑制水的活性，从而抑制水的分解；在动力学方面，促进正负极表面固体电解质界面相(sei/cei)的生成，增加her与oer过电位，降低水电解的概率。我们选择从热力学方向出发，选择低粘度、高介电常数，低燃性的有机溶剂作为共溶剂来调节离子的溶剂化结构，如糖类(蔗糖、麦芽糖、果糖、葡萄糖)、聚二乙醇(peg)、碳酸二甲酯(dmc)、乙腈(an)、二甲亚砜(dmso)等。糖类大分子作为氢键调节溶质游离水分子的含量降低，超浓的糖可以破坏水的四面体结构，从而通过氢键的断裂降低水分子的结合程度，使得大部分水分子溶剂化，降低了自由水的含量。

3、2.高电压盐卤水的电压调节

4、对所配置的高电压卤水以及高电压盐水进行线性伏安法测试，确定两高电压溶液共有的电压区间。为了确定最佳的提锂电压范围，可以进行嵌入脱出过程中特定能耗和电流效率随电位变化的测试，确定最佳的提锂电压范围。

技术特征：

1.配置高电压卤水/盐水的步骤如下：

2.根据权利要求1所述的高电压盐水制备方法，其特征是：

3.根据权利要求1所述的高电压盐水制备方法，其特征是：

4.一种高电压卤水/盐水的配置方法，主要的添加剂包括：糖类（蔗糖、麦芽糖、果糖、葡萄糖）、聚二乙醇（peg）、碳酸二甲酯(dmc)、乙腈(an)、二甲亚砜(dmso)。

5.根据权利要求4所述的添加剂，其特征是

技术总结
电化学脱嵌法是利用“摇椅式”锂离子电池原理进行盐卤提锂的新工艺。然而该技术却面临着盐湖卤水分解电压低导致工作电压窗口范围窄、电极循环寿命差、体系效率低等问题，阻碍了电化学脱嵌法在盐卤提锂中的实际应用。本发明从提高盐湖卤水分解电压的角度出发，通过添加有机大分子物质，如糖类、尿素等物质，弱化水分子的氢键，有效地提高了水的分解电压。本发明为拓展电化学脱嵌法用于提高盐湖资源的综合利用提供一种新思路。

技术研发人员：马路祥,张俊义,周园,海春喜,孙燕霞,董生德,贺欣,许琪
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16