【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电材料回收相关，具体涉及一种从硅基负极材料中提锂的方法。
技术介绍
1、硅基负极材料因具备多项显著优势而被视为下一代高能量密度锂离子电池负极材料的潜力之星。这些优势包括较高的理论比容量，意味着能够存储更多的能量；较低的脱锂电位，有利于提升电池的工作电压和效率；环境友好性，符合可持续发展的要求；丰富的自然储量，保障了原料的供应稳定性；以及相对较低的成本，有助于降低电池的整体制造成本。然而，硅基负极材料在实际应用中亦面临两大挑战：一是其本征电导率较低，影响了电池内部的电子传输效率；二是在锂离子的脱嵌过程中，硅材料会发生显著的体积变化，这极易导致电极结构的破坏，进而引发电池容量快速衰减和循环性能的大幅下降。鉴于这些问题，硅基负极材料的研究近年来吸引了大量科研人员的关注与投入。
2、当前，硅基负极材料的研究正处于快速发展阶段，部分研究成果已成功应用于锂离子电池的商业化生产之中，预示着其逐步向替代传统石墨碳材料成为主流负极材料的趋势迈进。鉴于此，对于硅基负极材料的回收利用技术研究显得尤为重要，这不仅有助于资源的循环利用，还能减轻对环境的压力。
3、针对硅基负极材料中的一类——锂硅酸盐，由于其展现出的高离子导通性和卓越的首次充放电效率，通过掺杂策略制备复合硅基负极材料成为提升电池综合性能的有效途径。值得注意的是，尽管这类负极材料在回收方面的研究尚显不足，但其含有的锂元素含量并不低。在全球锂资源日益紧张的背景下，对锂硅酸盐负极材料的回收再利用显得尤为迫切。
4、专利cn 115557520
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种从硅基负极材料中回收锂的方法，回收过程中无需使用hf，适合于工业长期应用。
2、根据本专利技术的实施例的从硅基负极材料中回收锂的方法，包括如下步骤：
3、将硅基负极材料在含二氧化碳气氛下进行焙烧，焙烧产物冷却后与酸混合浸出，浸出过程中温度控制在30～95℃，固液分离，收集液相部分得到含锂溶液，所述酸包括硫酸、盐酸或硝酸中的至少一种。
4、根据本专利技术实施例的方法，至少具有如下有益效果：本专利技术提出了一种创新的硅基负极材料处理方案，其核心步骤首先涉及在含有二氧化碳的气氛条件下对硅基负极材料进行焙烧处理。这一处理过程巧妙地实现了材料中锂硅酸盐的有效转化，为后续提取锂元素创造有利条件。紧接着，通过酸浸工艺，可以溶解转化后的锂化合物，并经过固液分离操作，将体系分离为含锂溶液与固体渣两部分。含锂溶液可进一步加工制备成各种锂盐产品，而剩余的固体渣同样具有回收利用的价值。
5、酸浸过程中将温度控制在合适范围内，既可使得锂元素更容易溶解到酸液中，又可有助于减少设备和管道的腐蚀，降低维护成本。将温度适当控制在30～95℃，既确保了锂元素的高效回收，又可使得酸浸过程在较低能耗下运行，避免了过高或过低的温度带来的额外能耗，同时，温度的稳定控制有助于保持酸浸工艺的稳定性，使得整个生产过程更加可控和可靠；确保了产品质量的稳定性和一致性，提高了生产效率。适当的温度，可以避免硅基负极材料和酸浸设备因过热而发生热变形，从而延长了材料和设备的使用寿命，有助于减少让设备和管道的腐蚀，降低维护成本，适合工业长期应用。
6、相较于传统的使用氢氟酸(hf)提锂的方法，本专利技术的处理流程展现出了显著的环境友好性、操作简便性以及高效性。它不仅大幅度提高了锂的回收率，还有效降低了生产成本，使得整个工艺更加经济可行，非常适合于大规模的工业化生产应用。此外，该方法在处理过程中，对固体渣中的硅和碳材料保持了良好的化学稳定性，避免了不必要的损耗或污染，为这些材料的进一步回收利用开辟了新途径。
7、本专利技术所产生的固体渣，其硅和碳组分未受影响，因此可借鉴现有技术(例如专利cn 112320802a中描述的碳化处理步骤)进行深度加工，实现资源的高效循环利用。这一特性不仅提升了整个处理流程的资源利用率，还促进了绿色循环经济的发展，对推动硅基负极材料乃至整个电池产业的可持续发展具有深远的意义。
8、根据本专利技术的一些实施方式，所述硅基负极材料中含有锂硅酸盐。
9、根据本专利技术的一些实施方式，所述锂硅酸盐包括li2sio3、li2si2o5、li4sio4、li6si2o7中的至少一种。
10、根据本专利技术的一些实施方式，所述含二氧化碳气氛为空气或二氧化碳与其他气体混合气。
11、根据本专利技术的一些实施方式，其他气体可以为氮气、氩气等中的至少一种。
12、根据本专利技术的一些实施方式，所述含二氧化碳气氛中二氧化碳的体积浓度为0.03-3％。
13、根据本专利技术的一些实施方式，所述焙烧温度为200～700℃。
14、根据本专利技术的一些实施方式，所述焙烧温度为400-630℃。
15、根据本专利技术的一些实施方式，所述焙烧时间为1～20h。
16、根据本专利技术的一些实施方式，所述浸出过程中包括如下条件中的至少一项：
17、1)液固比为2-30；
18、2)酸浓度为1-10mol/l；
19、3)反应时间为1-5h。
20、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述硅基负极材料中含有锂硅酸盐。
3.根据权利要求2所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述锂硅酸盐包括Li2SiO3、Li2Si2O5、Li4SiO4、Li6Si2O7中的至少一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述含二氧化碳气氛为空气或二氧化碳与其他气体混合气。
5.根据权利要求4所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：其他气体为氮气或氩气中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述含二氧化碳气氛中二氧化碳的体积浓度为0.03-3％。
7.根据权利要求1至3任一项所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述焙烧温度为200～700℃。
8.根据权利要求7所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述焙烧温度为400-630℃。
9
10.根据权利要求1所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述浸出过程中包括如下条件中的至少一项：
...【技术特征摘要】
1.一种从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述硅基负极材料中含有锂硅酸盐。
3.根据权利要求2所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述锂硅酸盐包括li2sio3、li2si2o5、li4sio4、li6si2o7中的至少一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：所述含二氧化碳气氛为空气或二氧化碳与其他气体混合气。
5.根据权利要求4所述的从硅基负极材料中回收锂的方法，其特征在于：其他气体为氮气或氩气中的至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶帅，卢鑫，
申请(专利权)人：浙江新时代中能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。