[发明专利]一种从盐湖卤水中提取锂制备锂电池正极材料的方法

说明书

本发明涉及从盐湖卤水中提取锂制备锂电池正极材料的制备方法，将盐湖原水进行二次纳滤过滤，第一次过滤，去除离子直径在0.1nm的钙离子、钠离子、氯离子；第二次过滤，拦截离子直径在0.072‑0.076nm的锂离子、镁离子；将拦截的镁锂浓缩液干燥，然后分散在锂电池常规电解液中，形成高浓度电解液；将镍钴锰酸锂晶体脱锂，在电势作用下快速在电解液中吸附锂，干燥、烧制，得到镍钴锰酸锂三元电极材料。本发明将镍钴锰酸锂晶体脱锂作为吸附剂，不但吸锂稳定，而且直接作为正极材料，无需再次脱锂，避免了多次脱锂溶损的问题，简化了锂的提取和使用工序，集锂提取与应用于一体，实现了锂的高效利用。

技术领域

本发明涉及锂电池电极材料技术领域，具体涉及从盐湖卤水中提取锂制备锂电池正极材料及制备方法。

背景技术

锂离子电池和传统的蓄电池比较起来，不但能量更高，放电能力更强，循环寿命更长，而且其储能效率能够超过90%,以上特点决定了锂离子电池在电动汽车、存储电源等方面极具发展前景。决定锂离子动力电池成本和性能的关键在于材料，锂离子动力电池的材料决定了电动汽车的发展路线和运行模式。因此，突破锂离子动力电池的瓶颈问题，关键在于材料问题的解决。

目前商业化的锂离子电池目前主要采用LiCoO2作为正极材料，但LiCoO2存在安全性和耐过充性问题，Co属于稀有资源，价格昂贵，且金属钴容易对环境造成污染。而LiNiO2的稳定性差，容易引起安全问题，需在氧气气氛下合成，并且容易发生阳离子混排和生成非化学计量比结构化合物。LiMn2O4在循环过程中容易发生晶型转变以及锰离子的溶解，导致电池容量衰减。镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn1-x-yO2）是目前最主流的三元电池材料，也被认为是未来的发展趋势。其以钴盐、锰盐、镍盐为原料，通过调配钴、锰、镍三者的比例，来获得不同的电极特性。高镍三元材料由于镍元素比例的提高，从333、532，到622、711到811（镍、钴、锰三者的比例），在比能量、低温性能、倍率放电性能上有更大的优势。近年随着研发的投入，高镍三元材料己成为电池产业发展的重点之一。

目前，高镍三元正极材料还存在加工性能不好，存在不可逆反应，高温循环性能差等问题。由于Li+和Ni2+半径相近，Ni2+容易占据Li+位，造成离子混排，导致活性锂减少和容量降低，PH值和表面残锂偏高，影响材料加工性能，难以和浆涂布。在高温条件下，会被HF等腐蚀，破坏界面结构，进而导致金属Ni、Co、Mn在电解液中的溶解，造成容量的衰减。

目前市面上主流电动车都是以锂电池作为驱动电池，因此，充足的锂资源对于新能源汽车产业的发展至关重要。早期的锂大都是从含锂矿石中提取, 但随着含锂矿石的日益减少, 品位逐渐下降, 盐湖锂成为主要的锂资源。

尽管在储量上，我国盐湖锂具有一定优势，但在盐湖水质量上，却并不理想，除西藏扎布耶盐湖的Li 含量较高，Mg/Li 比较低外，青海盐湖水不但Li 含量低，且Mg/Li 比特别高，给提取锂造成了很多困难。特别是低成本规模化从盐湖提炼锂还存在诸多技术障碍。

目前已有技术人员利用无机吸附剂从盐湖水中选择性吸附锂，突破了镁锂比高的技术瓶颈，但在实践中，解吸液锂浓度仍偏低，故后续需要复杂的渗透膜处理、对锂进行浓缩处理、再沉淀碳酸锂等。工艺繁杂，而且吸附剂多次循环溶损较大，造成提炼锂成本升高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供从盐湖卤水中提取锂制备锂电池正极材料的方法，解决了现有吸附剂溶损率高，吸附剂成本高的缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

从盐湖卤水中提取锂制备锂电池正极材料的方法，将盐湖卤水进行二次纳滤过滤得到镁锂浓缩液干燥，然后分散在锂电池的电解液中形成高浓度电解液；将镍钴锰酸锂晶体脱锂，在电势作用下快速在电解液中吸附锂，得到镍钴锰酸锂三元电极材料；具体包括如下步骤：