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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种废旧电池回收处理方法,特别是涉及一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法。
技术介绍
1、电解液是锂离子电池四大材料之一,在充放电过程中起到运送锂离子作用,被称为锂电池的“血液”。电解液中包含的锂盐、有机溶剂以及各种添加剂,在废旧锂离子电池的收集、堆放、拆解和再利用过程中,部分电解液泄露和挥发会造成大气、土壤和水体污染。因此,锂电池电解液回收既是资源回收利用问题,又是环保问题,如何高效绿色回收是锂电池电解液回收亟需解决的问题。
2、现阶段废旧锂离子电池回收技术的研究和产业化应用虽研究众多,但能够综合解决回收效率、环保、产品高值化等问题的工艺还不完全成熟。目前锂离子电池的材料回收技术主要分为火法和湿法工艺,普遍集中关注于电极粉的回收,对于电解液回收的关注相对较少。火法处理时电解液有机溶剂将挥发或燃烧分解为水气和 co2排放,而 lipf6 暴露在空气中加热,会迅速分解出 pf5 气体,最终形成含氟烟气和烟尘向外排放;湿法处理时电解液可能进入浸出液并分解成含氟化合物造成水体的氟污染。无论火法工艺还是湿法工艺,在多数情况下,并没有重点考虑电解液的无害化处理,废旧锂离子电池回收过程中电解液的不当处理会产生含氟废气与废水,通过在自然环境中的转化和迁移,直接或间接危害人体。
3、目前关于废旧锂离子电池电解液回收的代表性的方法有高温热解法、蒸馏-冷凝法、化学法、超临界 co2萃取法等。高温热解法通过高温煅烧处理废旧锂离子电池,工艺简单、处理量大,适用于处理各种废旧锂离子电池,产生的尾气中含有氟化物等有害
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,该方法首先采用有机螯合物对废电解液中的锂离子进行沉淀回收,回收率可达95%左右,剩余有机组分可通过一系列化学分离方法高效分离并回收,回收的锂盐和有机组分可用于循环制备新的锂离子电池主盐和电解液,解决了废旧锂离子电池电解液和锂盐回收率低、回收过程易产生空气污染、水污染和重金属污染等问题。
2、本专利技术采用了如下技术方案:
3、一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,所述方法的电解液包含六氟磷酸锂主盐及碳酸酯类有机电解质溶剂,具体处理方法:
4、收集:对锂离子电池穿刺后一端加压,另一端收集废电解液,之后采用类电解质溶剂对电池内部进行冲洗,完成废旧电解液收集;
5、沉锂:用草酸溶液滴加至所述的废电解液中,废电解液中的锂离子以草酸锂沉淀形式获得;
6、除杂:在沉锂后过滤所得滤液中添加含钙物质,将滤液中的草酸、氟离子和磷酸根离子以含钙沉淀形式脱除;
7、减压蒸馏:在减压状态下蒸馏提取脱除氟、磷的所述滤液中含有的酯类,分别回收蒸馏组分和剩余组分;
8、混合碳酸酯脱水:减压蒸馏组分为水和混合碳酸酯的混合物,首先静置2~12小时后,采用分液漏斗将底部清液分流,上层为含有少量水的有机碳酸酯混合物,采用4a分子筛对混合液进行完全脱水,所得无水混合碳酸酯经成分分析后,用于新的电解液的制备。
9、所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,所述收集步骤中,类电解质溶剂为碳酸酯类,包括但不限于碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的一种或多种混合溶剂。
10、所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,所述沉锂步骤中用的草酸溶液浓度为1%~90%,过程ph值控制在2以内。
11、所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,所述除杂步骤中用的含钙物质,包括但不限于氢氧化钙、金属钙。
12、所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,所述减压蒸馏过程油浴温度控制在50~200℃,压力控制在0.01~50kpa。
13、本专利技术的优点与效果是:
14、本专利技术基于锂离子电池电解液组成成分,采用草酸作为沉淀剂,在碳酸酯溶剂中近高效沉淀并回收电解液中的锂离子,生成的草酸锂可用于新锂盐的制备,实现锂离子的循环利用,避免了现有废旧锂离子电池回收过程中忽视电解液的处理而造成的锂盐回收率低、存在有机物污染等问题;回收残留的复杂碳酸酯溶剂可重新用于新电解液的制备,结合锂离子电池其他部分回收工艺,实现废旧锂离子电池全组分绿色高效回收,打通电解液回收-提锂-新电解液制备的闭环处理技术链。
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1.一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,其特性在于,所述方法的电解液包含六氟磷酸锂主盐及碳酸酯类有机电解质溶剂,具体处理方法:
2.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,其特征在于,所述收集步骤中,类电解质溶剂为碳酸酯类,包括但不限于碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的一种或多种混合溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,其特征在于,所述沉锂步骤中用的草酸溶液浓度为1%~90%,过程PH值控制在2以内。
4.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,其特征在于,所述除杂步骤中用的含钙物质,包括但不限于氢氧化钙、金属钙。
5.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,其特征在于,所述减压蒸馏过程油浴温度控制在50~200℃,压力控制在0.01~50kPa。
【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,其特性在于,所述方法的电解液包含六氟磷酸锂主盐及碳酸酯类有机电解质溶剂,具体处理方法:
2.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池电解液全组分回收方法,其特征在于,所述收集步骤中,类电解质溶剂为碳酸酯类,包括但不限于碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的一种或多种混合溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池电解液...
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