[发明专利]电化学脱嵌提锂方法、电化学脱嵌提锂系统

说明书

本发明涉及电化学脱嵌提锂技术领域，特别涉及一种电化学脱嵌提锂方法、电化学脱嵌提锂系统。包括：提供电化学提锂用脱嵌槽；将待提锂溶液注入第一腔室内，并将富锂溶液注入第二腔室内；对第一电极板和第二电极板供电；将气体注入到所述第一腔室内；排出所述富锂溶液和所述待提锂溶液；将所述待提锂溶液注入所述第二腔室，并将所述富锂溶液注入所述第一腔室；对所述第一电极板和所述第二电极板供电；将气体注入到所述第二腔室内；排出所述富锂溶液和所述待提锂溶液；直至得到符合预期浓度的富锂溶液。本发明采用注气产生气泡对所述待提锂溶液扰动的设计，使待提锂溶液被浓差极化的问题得到有效改善，进而提高电化学提锂用脱嵌槽的工作电流密度。

技术领域

本发明涉及含锂溶液的提锂技术领域，特别涉及一种电化学脱嵌提锂方法、电化学脱嵌提锂系统。

背景技术

众所周知，随着不可再生能源的消耗，新能源的开发利用是一种必然的趋势。新能源汽车作为新能源开发利用的典型代表，在近几年得到了迅速发展，并将最终超越传统燃油汽车的市场份额，逐步完成对燃油车的替代。锂作为新能源汽车动力系统必不可少的能源金属，其市场需求也将急剧增长，锂资源的高效、清洁、低成本开采对新能源汽车产业的可持续发展至关重要。

锂资源主要以矿石和卤水形式存在于自然界中，其中，大部分锂资源以含锂溶液的形式赋存于卤水尤其是盐湖卤水中，其储量占锂资源总储量的80%以上。随着优质锂矿石资源的开采，能满足当下工艺的高品位矿石越来越少，且矿石提锂的成本也偏高。相比于矿石提锂，卤水中的锂资源储量丰富，且锂以离子形式存在，提锂成本具有天然的优势。然而，卤水中除了锂之外，通常还含有钠、钾、镁、钙、等共生阳离子，只有极少数盐湖卤水的镁锂比较低(如智利阿塔卡玛盐湖，为6.4)，大部分盐湖卤水的镁锂比都在20以上，甚至高达1825（察尔汗盐湖）。Mg2+与Li+处于元素周期表的对角线位置，由对角线规则可知其化学性质非常相似，难以进行高效分离，从而严重制约了卤水中锂资源的开发利用，从高镁锂比卤水中提取锂已经成为了一个世界性难题。研究者们采用沉淀法、碳化法、煅烧法、溶剂萃取法等技术来提取卤水中的锂资源，但这些方法大多工艺复杂，生产成本高，对设备要求较高，且最终产品纯度不高，不利于大规模生产。

针对高镁锂比盐湖卤水难以经济高效清洁提取的难题，现有技术提出了电化学脱嵌法盐湖提锂新技术（参考中国发明专利：CN102382984A），即利用水溶液锂电池的工作原理，以对锂离子具有“记忆效应”的离子筛为电极材料，盐湖卤水为阴极电解液，不含镁的支持电解质为阳极电解液，从而组成的一个电化学脱嵌体系。为了解决工业生产的问题，同时提供了一种槽体，用于盛放卤水、回收的含锂溶液或富集锂溶液，并实现了在槽体中完成电化学法脱嵌提锂工艺的目的。

目前，随着盐湖提锂的发展，在青海及西藏地区等采用原有技术，可供开采的卤水资源的原来越少，余下盐湖中锂离子的含量较低，可工业化投资价值较低，严重地制约了我国锂资源的开发程度。在专利CN212426149U及CN214694319U中分别公开一种槽体的阴阳脱嵌槽布水结构和提锂用单元。但是上述两种结构在对锂离子浓度较低的含锂溶液尤其是盐湖含锂溶液低的卤水进行电化学提锂时，则会出现在电化学法还原反应时电流密度较低的问题，原卤直接提锂存在投资巨大的问题，制约了电化学脱嵌法提锂的进一步的推广；因此，为了解决上述问题通常采用建设盐田摊晒，以提高卤水的含锂浓度，但是这又增加了提锂工艺环节费用。对于低浓度的稀卤水或其他含锂溶液来说，电流密度低就意味着单位时间内到达电极板表面的锂离子少，溶液的传质差，溶液扰动不充分，不能使更多的新鲜溶液充分地接近阴极电极板表面，这也意味着阴极电极板上的涂覆材料接触新鲜溶液少，到达其表面的锂离子浓度低，使单位时间内锂离子嵌入涂覆材料效率降低。

因此，为解决上述问题本发明急需提出一种新的电化学脱嵌提锂方法、电化学脱嵌提锂系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电化学脱嵌提锂方法、电化学脱嵌提锂系统，以解决现有电化学脱嵌提锂方面的技术不足。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：