(3)和步骤(4)的充放电过程循环操作，从而将Li+从高镁锂比盐水中提出并得到纯净LiCl。
[0032]采用电感耦合等离子体发射光谱ICP-AES测试上述步骤(3)和步骤(4)中充电和放电(对应LiMn2O4脱锂和嵌锂)前后溶液中锂、镁等金属离子浓度，计算得到本实施例电化学提取锂盐过程中LiMn2O4的脱锂和嵌锂容量(对应锂离子筛的脱附和吸附容量)如图5所示，LiMn2O4的脱锂和嵌锂容量高于4mmol Li+/g，且循环操作10次后无明显衰减；另根据溶液中金属离子的测量结果计算得到高镁锂比盐水中锂离子的提取率高于95%，获得的LiCl纯度大于99%。
[0033]根据上述步骤(3)和步骤(4)中充电和放电电量，计算得到电化学提取锂盐过程中充放电库伦效率如图6所示，除首次充放电操作库伦效率较低外，后续各次充放电操作的库伦效率均高于90 %。
[0034]实施例2
[0035](I)分别称取200mg尖晶石型LiMn204、80mg乙炔黑导电剂和120mg聚偏氟乙烯PVDF粘结剂，称取5.88g N-甲基吡咯烷酮NMP，将聚偏氟乙烯PVDF粘结剂溶解于N-甲基吡咯烷酮中NMP，然后加入已称量的尖晶石型LiMn2O4和乙炔黑导电剂，充分搅拌形成浆料，将该浆料均匀涂覆在钛网集流体上，固体物质的负载量为5mg/cm2，然后在50°C真空干燥5小时得到LiMmCk电极;
[0036]( 2)将钛网分别作为工作电极和对电极，Ag/AgCI电极作为参比电极，浓度为0.005mol/L的LiCl溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系；对钛网工作电极施加0.9V(vs.Ag/AgCl)的电压充电5min，氯离子吸附在钛网工作电极表面形成双电层，得到吸附氯离子的钛网电极；
[0037](3)将步骤(I)制备的LiMn2O4电极作为工作电极，步骤(2)制备的吸附氯离子的钛网电极作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，浓度为0.0Olmol/L的LiCl溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系；将工作电极和对电极分别与外电源正负极连接进行恒流充电，电流密度为0.02A/g，充电截止电压为1.15V(vs.Ag/AgCl)，Li+从LiMn2O4中脱出形成锂离子筛；
[0038](4)待步骤(3)结束后将LiCl溶液更换为高镁锂比盐水，其中LiCl浓度为
0.00511101/1，1%(:12浓度为0.0511101/1，在电流密度为0.014/^条件下恒流放电，放电截止电压相为0.01V(vs.Ag/AgCl)，Li+重新嵌入到锂离子筛中；
[0039](5)步骤(3)和步骤(4)的充放电过程循环操作，从而将Li+从高镁锂比盐水中提出并得到纯净LiCl。
[0040]根据电感耦合等离子体发射光谱ICP-AES元素分析数据及电化学测试数据，计算得到本实施例电化学提取锂盐过程中LiMn2O4的脱锂和嵌锂容量均高于4mmol Li+/g且具有良好的循环操作稳定性，高镁锂比盐水中锂离子的提取率高于95%，获得的LiCl纯度大于99% ;除首次充放电操作库伦效率较低外，后续各次充放电操作的库伦效率均高于90%。[0041 ] 实施例3
[0042](I)分别称取200mg尖晶石型1^111204、11.811^乙炔黑导电剂和23.611^聚偏氟乙烯PVDF粘结剂，称取448.4mg N-甲基吡咯烷酮NMP，将聚偏氟乙烯PVDF粘结剂溶解于N-甲基吡咯烷酮NMP中，然后加入已称量的尖晶石型LiMn2O4和乙炔黑导电剂，充分搅拌形成浆料，将该浆料均匀涂覆在钛网集流体上，固体物质的负载量为15mg/cm2，然后在100°C真空干燥10小时得到LiMn2O4电极;
[0043]( 2)将钛网分别作为工作电极和对电极，Ag/AgCI电极作为参比电极，浓度为
0.05mol/L的LiCl溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系；对钛网工作电极施加0.95V(vs.Ag/AgCl)的电压充电20min，氯离子吸附在钛网工作电极表面形成双电层，得到吸附氯离子的钛网电极；
[0044](3)将步骤(I)制备的LiMn2O4电极作为工作电极，步骤(2)制备的吸附氯离子的钛网电极作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，浓度为0.005mol/L的LiCl溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系；将工作电极和对电极分别与外电源正负极连接进行恒流充电，电流密度为Ο.ΙΑ/g，充电截止电压为0.7V(vs.Ag/AgCl)，Li+从LiMn2O4中脱出形成锂离子筛；
[0045](4)待步骤(3)结束后将LiCl溶液更换为高镁锂比盐水，其中LiCl浓度为0.05mol/L，MgCl2浓度为0.lmol/L，在电流密度为0.1A/g条件下恒流放电，放电截止电压为0.05V(vs.Ag/AgCl)，Li+重新嵌入到锂离子筛中；
[0046](5)步骤(3)和步骤(4)的充放电过程循环操作，从而将Li+从高镁锂比盐水中提出并得到纯净LiCl。
[0047]根据电感耦合等离子体发射光谱ICP-AES元素分析数据及电化学测试数据，计算得到本实施例电化学提取锂盐过程中LiMn2O4的脱锂和嵌锂容量均高于3.9mmol Li+/g且具有良好的循环操作稳定性，高镁锂比盐水中锂离子的提取率高于90%，获得的LiCl纯度大于99% ;除首次充放电操作库伦效率较低外，后续各次充放电操作的库伦效率均高于90%。
[0048]实施例4
[0049](I)分别称取200mg尖晶石型1^11204、42.81^乙炔黑导电剂和42.811^聚偏氟乙烯PVDF粘结剂，称取1.03g N-甲基吡咯烷酮NMP，将聚偏氟乙烯PVDF粘结剂溶解于N-甲基吡咯烷酮NMP中，然后加入已称量的尖晶石型LiMn2O4和乙炔黑导电剂，充分搅拌形成浆料，将该浆料均匀涂覆在钛网集流体上，固体物质的负载量为12mg/cm2，然后在70°C真空干燥6小时得到LiMmCk电极;
[0050]( 2)将钛网分别作为工作电极和对电极，Ag/AgC I电极作为参比电极，浓度为0.0 3mo I /L的L i CI溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系；对钛网工作电极施加1.1V(vs.Ag/AgCl)的电压充电15min，氯离子吸附在钛网工作电极表面形成双电层，得到吸附氯离子的钛网电极；
[0051](3)将步骤(I)制备的LiMn2O4电极作为工作电极，步骤(2)制备的吸附氯离子的钛网电极作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，浓度为0.002mol/L的LiCl溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系；将工作电极和对电极分别与外电源正负极连接进行恒流充电，电流密度为0.06六/^，充电截止电压为0.9￥(^^8/^8(:1)，1^+从1^111204中脱出形成锂离子筛；
[0052](4)待步骤(3)结束后将LiCl溶液更换为高镁锂比盐水，其中LiCl浓度为0.03mol/L，MgCl2浓度为0.15mol/L，在电流密度为0.06A/g条件下恒流放电，放电截止电压为0.07V(vs.Ag/AgCl)，Li+重新嵌入到锂离子筛中；
[0053](5)步骤(3)和步骤(4)的充放电过程循环操作，从而将Li+从高镁锂比盐水中提出并得到纯净LiCl。
[0054]根据电感耦合等离子体发射光谱ICP-AES元素分析数据及电化学测试数据，计算得到本实施例电化学提取锂盐过程中LiMn2O4的脱锂和嵌锂容量均高于4.2mmol Li+/g且具有良好的循环操作稳定性，高镁锂比盐水中锂离子的提取率高于95%，获得的LiCl纯度大于99% ;除首次充放电操作库伦效率较低外，后续各次充放电操作的库伦效率均高于90%。
【主权项】
1.一种从高镁锂比盐水中电化学提取锂盐的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)按照尖晶石型LiMn2Oh乙炔黑导电剂和聚偏氟乙烯PVDF粘结剂质量比为50:20:30?85:5:10的比例分别称取三种物质，按照聚偏氟乙烯PVDF粘结剂和N-甲基吡咯烷酮NMP的质量比为2:98?5:95的比例称取N-甲基吡咯烷酮NMP，将聚偏氟乙烯PVDF粘结剂溶解于N-甲基吡咯烷酮NMP中，然后加入已称量的尖晶石型LiMn2O4和乙炔黑导电剂，搅拌形成浆料，将该浆料均匀涂覆在钛网集流体上，固体物质的负载量为5?15mg/cm2，然后在50?100 V真空干燥5?10小时得到LiMmCk电极； (2)将钛网分别作为工作电极和对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，浓度为0.005?0.05mol/L的LiCl溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系；相对于Ag/AgCl参比电极，对钛网工作电极施加0.9?1.1V的电压，丨旦压充电5?20分钟，氯离子吸附在钛网工作电极表面形成双电层，得到吸附氯离子的钛网电极； (3)将步骤(I)制备的LiMn2O4电极作为工作电极，步骤(2)制备的吸附氯离子的钛网电极作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，浓度为0.001?0.00511101/1的1^(:1溶液作为电解质溶液构成电化学反应体系;将工作电极和对电极分别与外接电源正负极连接进行恒流充电，电流密度为0.01?0.^/^，充电截止电压相对于六8/^(:1参比电极为0.7?1.15￥，1^+从LiMmCU中脱出形成锂尚子筛； (4)待步骤(3)结束后将LiCl溶液更换为高镁锂比盐水，在电流密度为0.01?0.lA/g条件下恒流放电，放电截止电压相对于Ag/AgCl参比电极为0.01?0.1￥，1^+重新嵌入到锂离子筛中； (5)步骤(3)和步骤(4)的充放电过程循环操作，从而将Li+从高镁锂比盐水中提出并得到纯净LiCl。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述高镁锂比盐水中LiCl的浓度为0.005?0.0511101/1，1^(:12的浓度为1^(:1浓度的2?50倍，盐水是符合该浓度要求的海洋或盐湖水溶液。
【专利摘要】一种从高镁锂比盐水中电化学提取锂盐的方法，属于锂盐化工技术领域。将尖晶石型LiMn2O4均匀涂覆在钛网集流体上作为工作电极，钛网作为对电极构成电化学提锂体系；在LiCl溶液中，将LiMn2O4工作电极和钛网对电极分别与电源正负极连接充电可将锂离子从LiMn2O4中脱出形成锂离子筛；将上述电极体系在高镁锂比盐水中放电可以选择性地使锂离子嵌入锂离子筛中，充放电循环操作实现电化学提取锂盐。优点在于，提取锂盐高效、快速，并且避免使用盐酸等强酸对锂离子筛的溶损、对设备的腐蚀及环境污染问题。在提取锂盐过程中涉及电能和化学能的转化，可同时作为电化学储能装置使用。
【IPC分类】C01D3/06
【公开号】CN105600807
【申请号】CN201510997961
【发明人】杨文胜, 于永利, 王淼, 刘长霞, 彭正康, 董辰龙
【申请人】北京化工大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月27日