一种高纯硫化氢气体的制备方法、硫化锂的制备方法与流程

本发明属于硫化氢纯化与二次电池，具体涉及一种高纯硫化氢气体的制备方法、硫化锂的制备方法。

背景技术：

1、锂硫电池（li-s）具有较高的理论比容量（约1675 mah/g）和理论能量密度（约2600wh/kg），并且原料具有低成本（硫的成本约0.1美元/kg）、丰储量等优点，具有良好的应用前景。硫化物固体电解质具有高离子电导率、高能量密度、低硬度便于加工的优势，是制备柔性全固态电池的重要材料，而硫化锂（li2s）作为合成硫系固态电解质的关键前驱体材料，是制备硫化物固体电解质的主要原料，市场前景巨大。

2、目前，制备硫化锂的方法主要有碳热还原法、复分解法、锂硫球磨法以及lioh-h2s酸碱中合法。其中，酸碱中合法流程短，纯度高，具备明显优势。但是，酸碱中合法的卡点在于生产现场的高纯硫化氢获取难度较大，如果硫化氢的纯度不够，则生产的硫化锂产品中碳含量会显著偏高，影响其性能。目前较为常用的高纯硫化氢气体制备方法为工业含硫废气纯化，但该方法获取的硫化氢气体价格高，目前售价约为6-7万元/吨。另外，在实际生产过程中，硫化氢气体需要经过一定距离的运输，才能抵达使用现场，硫化氢气体直接进行远距离运输存在成本较高的问题。如果硫化锂制备工厂与副产硫化氢供应商建设在一起，又存在将危化品硫化锂远距离运输到下游电解质客户所在地的问题。因此，开发一种低成本硫化氢制备与运输方法至关重要。

技术实现思路

1、为解决上述全部或者部分的技术问题，本发明提供以下的技术方案：

2、本发明的第一方面提供一种高纯硫化氢气体的制备方法，包括：

3、s1、使用xoh吸收含有硫化氢和二氧化碳的工业废气，xoh中的x选自碱金属中的至少一种，生成含有xhs和xhco3的混合固体；

4、s2、将所述混合固体与有机溶剂混合，所述有机溶剂能够溶解xhs但不溶解xhco3，固液分离，得到含有xhs的有机溶液；

5、s3、将所述含有xhs的有机溶液与zy混合，zy中的z选自碱金属、碱土金属中的至少一种，y选自f、cl、br、i中的至少一种，反应得到xy和zhs的固液混合物；

6、s4、对所述固液混合物进行固液分离，并对分离得到的溶液进行蒸发，得到zhs固体产物；

7、s5、对所述zhs固体产物进行热处理，使其分解为高纯硫化氢气体和zs。

8、本发明提供的方法能够实现高纯h2s气体、高纯li2s产品的制备。

9、在部分实施例中，x选自li、na、k中的至少一种。例如采用含有naoh、lioh、koh中的至少一种的水溶液吸收所述的工业废气。

10、在部分实施例中，z选自k、li、ca中的至少一种。即zy可以包括k、li、ca的卤化物，例如包括kcl、licl、cacl2中的一种或者多种的组合。

11、在部分实施例中，所述有机溶剂包括醇类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、醛类溶剂中的至少一种。

12、在部分实施例中，所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、脂肪醇、芳香醇、酯环醇中的一种或者多种的组合，但不限于此。

13、在部分实施例中，所述醚类溶剂包括甲醚、乙醚、丙醚、二甲醚、丁醚中的一种或者多种的组合，但不限于此。

14、在部分实施例中，所述酯类溶剂包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯中的一种或者多种的组合，但不限于此。

15、在部分实施例中，所述醛类溶剂包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、脂肪醛、芳香醛、酯环醛中的一种或者多种的组合，但不限于此。

16、在部分实施例中，所述制备方法包括：将所述zhs固体产物加热至100-400 ℃，以使其分解。zhs例如为khs、lihs、ca(hs)2中的一种或者多种的组合。

17、在部分实施例中，步骤s1包括：使用含有xoh的碱液吸收所述工业废气，得到含有xhs和xhco3的混合溶液，去除溶剂，得到所述混合固体。

18、在部分实施例中，在生成含有xhs和xhco3的混合固体后，将所述混合固体运送至指定地点，在所述指定地点进行后续的步骤s2-s5。

19、在获得硫氢化物、碳酸氢盐的混合固体后将其运输至指定地点，而非直接运输高纯硫化氢气体，因此可在保证硫化氢纯度的同时，显著降低运输成本。

20、在部分实施例中，所述制备方法制得的高纯硫化氢气体的纯度为99%以上。

21、本发明的第二方面提供一种硫化锂的制备方法，其包括：

22、采用上述任一项技术方案所述的制备方法制得高纯硫化氢气体；

23、采用所述高纯硫化氢气体与氢氧化锂反应，制得硫化锂产品。

24、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果中的部分或者全部：本发明提供的方法能够实现高纯h2s气体、高纯li2s产品的制备；进一步的，可以在获得的硫氢化物、碳酸氢盐的混合固体后将其运输至指定地点，而非直接运输高纯硫化氢气体，因此可在保证硫化氢纯度的同时，显著降低生产成本。

1.一种高纯硫化氢气体的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：x选自li、na、k中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：z选自k、li、ca中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂包括醇类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、醛类溶剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、脂肪醇、芳香醇、酯环醇中的一种或者多种的组合；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将所述zhs固体产物加热至100-400℃，以使其分解。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1包括：使用含有xoh的碱液吸收所述工业废气，得到含有xhs和xhco3的混合溶液，去除溶剂，得到所述混合固体。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在生成含有xhs和xhco3的混合固体后，将所述混合固体运送至指定地点，在所述指定地点进行后续的步骤s2-s5。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法制得的高纯硫化氢气体的纯度为99%以上。

10.一种硫化锂的制备方法，其特征在于，包括：