近日，中国科学院青海盐湖研究所（以下简称“青海盐湖所”）在电化学吸附提锂技术领域取得进展。该研究团队针对锂资源短缺问题，通过深入研究和创新，优化了锂离子电吸附材料的性能，并为电化学吸附提锂工艺的开发提供了科学基础。

锂作为关键战略资源，在锂离子电池和便携式储能设备中应用广泛。随着需求的不断增加，盐湖提锂成为我国解决锂资源短缺的有效途径之一。其中，电化学吸附法因其速率快、容量大、环保等优势备受瞩目。在电化学吸附技术的开发中，锰基材料作为典型研究对象，一直受到科研人员的关注。

然而，电化学吸附过程中存在一些问题，如电极内锂离子扩散速率和电子转移速率不匹配，导致电极电化学活性受限。针对这一问题，青海盐湖所的研究团队设计和制备了离子和电子双导的聚(乙烯醇)-聚苯胺共聚物，并将其包覆到吸附剂颗粒表面。这种创新的结构促进了锂离子的扩散和电子的转移，从而显著提高了吸附效率。实验结果显示，优化后的电极吸附容量高达49.48毫克/克，展现出优越的电化学活性和吸附性能。

除了离子传输效率外，锰基电活性材料因电极极化导致的稳定性较差也是一大难题。研究团队采用还原氧化石墨烯与Nafion协同改性的策略，成功制备出高效稳定的电化学吸附材料。这种改性材料不仅提高了分散性，还大幅降低了材料极化，有效缓解了极化过程带来的容量衰减问题。经过协同改性，材料的循环稳定性得到显著提升，30次循环后的容量保持率由79.04%提高至94.64%。

此外，针对环境温度对电化学吸附热力学和动力学影响研究不够深入的问题，研究团队开展了逐步升温实验。他们发现，通过升温可以强化热力学和动力学过程，从而提高吸附速率和吸附容量。这一发现为优化反应速率提供了新策略，不仅适用于电化学吸附领域，还可推广至电池、催化等能源领域。

同时，针对致密吸附剂吸附效率低的局限，研究团队设计制备了多孔大面积吸附剂。这种吸附剂具有更易于被含锂溶液润湿的特点，且电子转移在多孔表面更顺畅。实验结果表明，多孔构造对锂离子扩散有强化作用，显著提升了吸附效率和吸附容量。在180分钟内，多孔吸附剂的吸附容量达到24.23毫克/克，优于致密吸附剂的19.28毫克/克。

青海盐湖所的这一系列研究成果为电化学吸附提锂技术的发展提供了新思路和新方法。未来随着研究的不断深入和技术的不断成熟，相信这些成果将在锂资源开发和利用领域发挥更加重要的作用。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09379

            https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155009

            https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129631

            https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154859

多孔强化锂离子吸附扩散和电子转移机理图。青海盐湖所供图。