电控离子交换复合膜电极的界面结合行为与提锂性能

摘要

【目的】电控离子交换（ESIX）作为一种新型的离子选择性分离和回收的技术，可以用于从盐湖中提取锂资源。其中，集流体与电活性复合膜之间的界面结合行为对复合膜的电控提锂性能具有重要的影响。【方法】以LiMn₂O₄为电活性锂离子交换材料，并分别以钛板和石墨板为集流体制备了钛基和碳基复合膜电极。通过附着力测试探讨了集流体与复合膜的界面结合行为，并采用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试分析了不同复合膜电极的电化学性能。【结果】结果表明：石墨板与复合膜之间的粘附强度（1.33 N/cm）约为钛板（0.71 N/cm）的2倍，且碳基复合膜电极表现出更优异的电化学性能。在10次连续的ESIX过程中，碳基复合膜电极具有更好的提锂性能。这是由于石墨板与复合膜之间具有更充分的粘结性，使两者之间显现出更杰出的界面导电性，从而增强了复合膜电极的电活性和循环稳定性。此外，钛板在多次氧化还原后表面生成的氧化膜会产生较大界面电阻，从而降低了钛板的导电性。

关键词

集流体 / 钛板 / 石墨板 / 锰酸锂 / 电控离子交换