[发明专利]一种金属锂表面改性方法

说明书

本发明涉及一种金属锂表面改性方法，本发明是为了解决现有金属锂储存要求高、加工性差等问题，而提供一种金属锂表面改性方法。利用二氧化碳与金属锂表面发生反应，在金属锂表面原位构筑一层均匀致密的碳酸锂包覆层。该包覆层与金属锂基体结合紧密，可抑制金属锂与空气中的水和氧发生反应，降低其对存储和使用环境的要求，提高其对空气稳定性。此外，该表面改性方法具有操作简单，成本低廉等优势，有利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种金属锂表面改性方法，属于金属锂材料加工技术领域。

技术背景

金属锂是一种银白色的轻金属，除了在电池行业的应用外，其在航天工业、陶瓷业、玻璃业、核工业等领域也具有广阔的发展前景。例如，用金属锂生产的铝锂合金以及镁锂合金，可作为铝镁合金的替代品，被广泛应用于航空工业中。然而，金属锂的储存是一个大问题，因为金属锂的反应活性非常高，放在空气中易与水和氧反应，造成材料表面变质。因此，反应活性极高的金属锂对储存环境和加工环境的要求很高，一般需储存在手套箱中，导致其使用和加工极为不便，难以实现工业化。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种具有快速高效、成本低廉、无“三废”等优势的金属锂表面改性方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种金属锂表面改性方法，所述方法包括如下步骤：

S1：先将金属锂放入反应釜中，再将反应釜抽真空后通入一定压力的二氧化碳气体；

S2：将反应釜内金属锂和二氧化碳在一定温度下反应一段时间后排空二氧化碳，即得表面改性金属锂。

为了解决金属锂对空气高度敏感问题，本发明提供一种简便的金属锂表面改性处理方法：将金属锂放在反应釜中，通入一定压力二氧化碳气体，在一定温度下使二氧化碳与金属锂表面发生反应，生成一层均匀且致密的碳酸锂保护层。该保护层与金属锂基体紧密结合，防止空气中的水和氧与内部金属锂反应，提高金属锂对空气稳定性和后期加工性。该方法具有操作简单方便、快速高效、成本低廉、无“三废”等优势，极具规模化生产的潜力。

上述制备方法步骤S1中所述金属锂可以为带材、粉体、块体等形态。

作为优选，上述制备方法步骤S1中通入二氧化碳气体压力范围为1MPa～10MPa。

更优选的，上述制备方法步骤S1中通入二氧化碳气体压力范围为6MPa～9MPa。

作为优选，上述制备方法步骤S2中反应温度为30～180℃，反应时间为0.1～48h。

更优选的，上述制备方法步骤S2中反应温度为40～80℃，反应时间为12～24h。

本发明的优点在于：

本发明采用二氧化碳对金属锂表面改性处理，在金属锂表面原位构筑一层碳酸锂包覆层。该包覆层与金属锂基体紧密结合，且具有均匀、致密等特点；该表面处理方法可将金属锂与空气隔绝，避免其与空气中的水和氧反应，防止金属锂变质，提高其对空气稳定性，降低其对储存和加工环境的要求；该方法工艺简单，操作简便，快速高效，无“三废”产生，二氧化碳可循环使用，经济效益显著。

附图说明

附图1为表面改性后的金属锂(左)和未表面改性的金属锂(右)刚暴露在空气中的照片；

附图2为表面改性后的金属锂(左)和未表面改性的金属锂(右)暴露在空气中5min后的照片；

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案进一步阐述说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1：