[发明专利]锂吸附剂复合颗粒及其制备方法

说明书

本发明涉及锂盐制备领域，具体地涉及锂吸附剂复合颗粒，以及该锂吸附剂复合颗粒的制备方法，该锂吸附剂复合颗粒，包括：活性吸附剂及粘结剂，其中，至少部分活性吸附剂的颗粒与颗粒之间和/或活性吸附剂的颗粒与粘结剂之间形成有孔洞，吸脱附速度快、吸脱附量大及稳定。

技术领域

本发明涉及锂盐制备领域，具体地涉及锂吸附剂复合颗粒，以及该锂吸附剂复合颗粒的制备方法。

背景技术

由于便携式电子设备和电动汽车的快速发展和广泛应用，对于锂离子电池的需求也越来越大，锂盐作为锂离子电池的原材料，其一般从盐湖卤水或者锂矿中获得，而我国以盐湖资源丰富。盐湖卤水提锂一般采用吸附剂吸附的方式，现有应用最广泛的吸附剂是铝盐锂吸附剂，铝盐锂吸附剂的应用方式现有有两种，一种方式，将活性吸附剂粉末和热熔型塑料混合，用螺杆挤出机加热熔融挤出，热熔型塑料挤出后遇空气迅速冷却凝固成型，吸附剂粉末嵌在成型后的塑料颗粒内，从而形成吸附剂颗粒。用该方法制备的吸附剂颗粒，要达到理想的成型效果，吸附剂粉末和热熔型塑料的质量比一般要达到1:1才能形成结构稳定的颗粒，而吸附剂活性粉体只占到吸附剂颗粒总质量的50%左右，这大大降低了吸附剂颗粒的吸脱附量；另外，该方法制备的吸附剂颗粒塑料会大面积包裹住吸附剂粉体，使粉体的表面被包裹堵塞失去吸脱附活性，因而吸附剂颗粒的吸脱附效果和速度都大大降低，无法达到理想的规模化使用要求；另一种工艺是将活性吸附剂粉末和溶剂型的粘接剂混合，然后造粒，再热处理将溶剂挥发掉，使胶发挥粘结力，从而形成所要的吸附剂颗粒。用该方法制备的吸附剂颗粒，粉末堆积致密，在有机溶剂挥发干燥过程中，气体通道阻力大，气化后的有机溶剂会将粘接剂一起带到颗粒表层，形成厚胶层，在使用过程中，会阻挡盐溶液浸润吸附剂颗粒，降低吸附剂的吸附量和吸脱附速度；另外，吸附剂粉体堆积致密，没有足够的孔隙和表面积供盐溶液扩散和接触，因而所得的吸附剂颗粒的吸脱附较低，且吸脱附速度十分慢。制得的锂吸附剂颗粒都或多或少存在如下问题：1、活性吸附剂物质致密堆积，盐溶液在吸附剂颗粒中进出阻力大，吸脱附速度慢和吸脱附量小； 2、胶粘接剂在颗粒表面堆积，形成厚胶层，造成吸附剂颗粒吸脱附量少和吸脱附速度慢；3、胶粘剂严重偏析，造成吸附剂颗粒粘接强度弱，在吸脱附过程中活性吸附剂粉末发生脱落。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的锂吸附剂颗粒吸脱附速度慢和吸脱附量小等问题，提供一种吸脱附速度快、吸脱附量大及稳定的锂吸附剂复合颗粒，以及该锂吸附剂复合颗粒的制备方法。

本发明的一个目的在于提供一种锂吸附剂复合颗粒，包括：活性吸附剂及粘结剂，其中，至少部分活性吸附剂的颗粒与颗粒之间和/或活性吸附剂的颗粒与粘结剂之间形成有孔洞。

本发明的另一个目的在于提供一种上述锂吸附剂复合颗粒的制备方法，步骤包括：将粘结剂、造孔剂及活性吸附剂混合；成型；造粒；去除造孔剂，从而形成锂吸附剂复合颗粒。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过在锂吸附剂复合颗粒内部造孔形成均匀致密孔洞，从而形成孔隙网络，如图1所示，大幅增加了活性吸附剂粉体与溶液的接触面积，且孔隙通道网络提供了气体和盐溶液顺畅的扩散通道，因而锂吸附剂复合颗粒的吸脱附容量和吸脱附速度大幅提升；

（2）本发明只需少量粘结剂，大部分都是活性吸附剂，且粘结剂主要是以线形方式存在，不会对活性吸附剂颗粒形成面包裹，如图2所示，锂吸附剂复合颗粒的吸脱附效率高；

（3）本发明通过在锂吸附剂复合颗粒中存在致密的孔洞，孔洞之间的厚度与锂吸附剂复合颗粒的原始尺寸相差几个数量级，大幅降低溶液需要扩散穿透的锂吸附剂复合颗粒厚度因而盐溶液浸润锂吸附剂复合颗粒的速度提升了几十倍，大大提升了锂吸附剂复合颗粒的吸脱附容量和吸脱附速度。

附图说明

图1是本发明实施例1的5000倍的电子扫描图片。

图2是本发明实施例1的50000倍的电子扫描图片。