[发明专利]一种锂盐的提纯装置、提纯系统和提纯方法

权利要求书

1.一种锂盐的提纯装置，其特征在于，所述提纯装置包括：

反应容器；

阴离子交换膜，所述阴离子交换膜设于所述反应容器中，且所述阴离子交换膜将所述反应容器分隔为第一反应室和第二反应室，所述第一反应室中装有含锂离子的待提纯溶液，所述第二反应室中装有第一电解液，所述含锂离子的待提纯溶液中的锂离子浓度高于所述第一电解液中的锂离子浓度；

第一电极：所述第一电极为富锂电极，所述第一电极设于所述第一反应室中，且所述第一电极浸渍在所述含锂离子的待提纯溶液中；

第二电极：所述第二电极为贫锂电极或无锂电极，所述第二电极设于所述第二反应室中，且所述第二电极浸渍在所述第一电解液中。

2.根据权利要求1所述的提纯装置，其特征在于，所述第一电极采用放电后的电池正极材料，所述第二电极采用充电后的所述电池正极材料，所述电池正极材料选自锰酸锂、铁酸锂、钴酸锂、钛酸锂、高聚物锂盐、镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂，所述第二电极还可以采用电池负极材料，所述电池负极材料选自石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或多孔硅材料；所述含锂离子的待提纯溶液是对废旧锂电池电极材料进行回收得到的溶液，或者所述含锂离子的待提纯溶液是含锂的盐湖卤水，或者所述含锂离子的待提纯溶液是对其他含锂废料进行回收得到的含锂离子和其他金属离子的混合溶液；所述第一电解液为不含锂离子的导电溶液或者为锂离子浓度低于所述含锂离子的待提纯溶液中锂离子浓度的含锂离子导电溶液。

3.根据权利要求2所述的提纯装置，其特征在于，所述含锂离子的待提纯溶液通过以下方法制备得到：提供一电解池，以所述废旧锂电池电极材料作为阴极，以惰性电极作为阳极；向所述电解池中加入第二电解液，使所述阴极和所述阳极浸入所述第二电解液中，在外加电势下进行电化学反应，得到所述含锂离子的待提纯溶液，且所述含锂离子的待提纯溶液中还包括镍离子和钴离子；所述含锂离子的待提纯溶液通过以下装置制备得到，所述装置包括：电解池，所述电解池包括阳极材料层，所述阳极材料层作为阳极使用，所述阳极为惰性电极；若干阴极，所述阴极为废旧锂电池电极材料。

4.根据权利要求2所述的提纯装置，其特征在于，所述第一电解液选自含有Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Li⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Co³⁺、Al³⁺中至少一种阳离子的无机盐，且所述无机盐的浓度为0.1～1.0moL/L。

5.一种锂盐的提纯系统，其特征在于，所述提纯系统由多个如权利要求1至4任一项所述的提纯装置通过管道串联组成。

6.一种锂盐的提纯方法，所述提纯方法使用如权利要求1至4任一项所述的提纯装置进行提纯，其特征在于，所述提纯方法包括以下步骤：

对所述反应容器中的所述第一电极和所述第二电极施加外部电压，使所述含锂离子的待提纯溶液中的锂离子透过所述阴离子交换膜进入到所述第一电解液中，得到提纯的锂盐溶液。

7.根据权利要求6所述的提纯方法，其特征在于，在所述提纯方法中，施加的所述外部电压为0.5～2.0V。

8.根据权利要求6所述的提纯方法，其特征在于，得到所述提纯的锂盐溶液后，将所述第一电极和所述第二电极交换放置，使所述第一电极在所述第二反应室中，使所述第二电极在所述第一反应室中，将所述含锂离子的待提纯溶液转移至所述第二反应室中，向所述第一反应室中加入新的所述第一电解液，重复所述提纯方法，使所述第二反应室中的锂离子透过所述阴离子交换膜进入到所述第一反应室中。