【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池回收，尤其涉及一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法。
技术介绍
1、固态锂金属电池因其高安全性和较高的能量密度(>500wh/kg)逐渐成为锂离子电池的潜在替代品，受到了学术界和工业界的广泛关注。作为固态锂金属电池的重要组成部分，固态电解质不仅能有效解决可燃性有机溶剂带来的安全隐患，还为锂基电池实现高能量密度提供了可能性。其中，石榴石型氧化物固态电解质凭借其出色的化学和电化学稳定性，被视为下一代电解质材料的有力候选者。然而，在较低的电流密度(<1.5ma/cm2)下，锂枝晶仍然可能穿透固态电解质，导致短路。此外，由于缺乏有效的回收方法，短路后的固态电解质往往被废弃，造成资源浪费和潜在的环境污染。因此，在固态锂金属电池大规模商业化应用之前，开发经济、可持续的回收技术至关重要。
2、锂离子电池正负极的直接再生技术已在实验室规模上得到验证，并可用于固态电池的回收。例如，中国专利技术专利cn115441080a公开了一种氧化物固态电解质的直接回收和再生方法，首先对短路后的氧化物基固态电解质进行表面预处理，然后进行热处理，最后对其表面进行打磨和抛光，从而完成电解质的回收和再生。此工艺消除了锂枝晶，使固态电解质的电化学性能恢复到短路前水平。然而，该方法可能导致局部富锂问题，增加再生电池短路的风险。此外，固态电解质在循环使用过程中产生的裂纹无法修复，导致再生电解质的阻抗增加。
3、因此，开发能够实现固态电解质完全再生并多次重复利用的技术和工艺，已成为当前亟需解决的关键问题
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供了一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，以解决现有再生工艺中，固态电解质锂沉积不均匀导致短路问题无法完全解决，从而导致再生电池循环寿命较低的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本申请提供一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，包括以下步骤：
4、(1)将废旧固态电池拆解后放置于乙醇中，分离固态电解质与正负极材料；随后将分离出的固态电解质破碎成粉末，向粉末中加入去离子水进行溶解反应以溶解锂枝晶，过滤得到含锂滤液和滤渣；
5、(2)将步骤(1)所得含锂滤液蒸发浓缩后，加入碳酸钠溶液沉淀碳酸锂，过滤得到碳酸锂沉淀物，沉淀物洗涤后干燥，得到碳酸锂，滤液则循环回用于进一步沉锂；
6、(3)将步骤(1)所得滤渣、步骤(2)所得碳酸锂与溶剂通过湿磨均匀混合，制备得到混合浆料；将混合浆料烘干进行一次煅烧反应，得到石榴石型氧化物固态电解质粉；将固态电解质粉湿磨细化，烘干并压片成型，二次煅烧制备得到石榴石型氧化物固态电解质片。
7、优选的，步骤(1)中，所述的固态电解质为li7la3zr2o12、li7-xla3zr2-xtaxo12和li7-xla3zr2-xnbxo12中的一种；li7-xla3zr2-xtaxo12中x为ta的掺杂量，0<x<2；li7-xla3zr2-xnbxo12中x为nb的掺杂量，0<x<2。
8、优选的，步骤(1)所述溶解反应中，固液比为30～50g/l，反应时间为10～60min。
9、优选的，步骤(2)中，含锂滤液在90～98℃进行蒸发浓缩30～120min。
10、优选的，步骤(2)中，所述碳酸钠溶液的浓度为100～300g/l。
11、优选的，步骤(2)中，所得碳酸锂沉淀物用90～98℃热水洗涤后于100～350℃干燥。
12、优选的，步骤(3)中，滤渣与碳酸锂的质量之比为1：(0.1～0.3)。
13、优选的，步骤(3)中，所述溶剂为水、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丙烯醇、异丙醇、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯、碳酸乙烯酯中的一种或多种按任意比例混合。
14、优选的，步骤(3)中，湿磨转速为100～500r/min，湿磨时间为2～12h，湿磨过程中的固液比为1：1～1：3。
15、优选的，步骤(3)中，所述一次煅烧是在马弗炉或管式炉中进行，升温速率为2～10℃/min，反应温度为500～1200℃，反应时间为2～6h。
16、优选的，步骤(3)中，所述二次煅烧是在马弗炉或管式炉中进行，升温速率为2～10℃/min，反应温度为1000～1500℃，反应时间为10～60min。
17、本专利技术从废旧固态电池中分离出固态电解质，首先进行破碎处理，随后通过水浸法去除锂枝晶并将其转化为碳酸锂，最后采用高温再锂化工艺实现了电解质的再生。
18、与现有技术相比，本申请具有以下优点和有益效果：
19、(1)本专利技术的方法不仅有效回收了固态电解质中的多余锂，还能使其电化学性能恢复至短路前水平，并降低了再生电解质再次短路的风险。
20、(2)本专利技术的方法能够修复电解质在循环使用过程中产生的裂纹，从而实现其多次重复利用。
21、(3)本专利技术方法所得的石榴石型氧化物固态电解质可直接用于固态锂电池的制备，再生后的固态电解质制备的电池，具有优秀的电池性能以及电池循环使用寿命。
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1.一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的固态电解质为Li7La3Zr2O12、Li7-xLa3Zr2-xTaxO12和Li7-xLa3Zr2-xNbxO12中的一种；Li7-xLa3Zr2-xTaxO12中x为Ta的掺杂量，0<x<2；Li7-xLa3Zr2-xNbxO12中x为Nb的掺杂量，0<x<2。
3.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶解反应中的固液比为30～50g/L，反应时间为10～60min。
4.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(2)中，含锂滤液在90～98℃进行蒸发浓缩30～120min。
5.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碳酸钠溶
6.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(3)中，滤渣与碳酸锂的质量之比为1：(0.1～0.3)。
7.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述溶剂为水、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丙烯醇、异丙醇、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯、碳酸乙烯酯中的一种或多种按任意比例混合。
8.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(3)中，湿磨转速为100～500r/min，湿磨时间为2～12h，湿磨过程中的固液比为1：1～1：3。
9.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述一次煅烧是在马弗炉或管式炉中进行，升温速率为2～10℃/min，反应温度为500～1200℃，反应时间为2～6h。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述二次煅烧是在马弗炉或管式炉中进行，升温速率为2～10℃/min，反应温度为1000～1500℃，反应时间为10～60min。
...【技术特征摘要】
1.一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的固态电解质为li7la3zr2o12、li7-xla3zr2-xtaxo12和li7-xla3zr2-xnbxo12中的一种；li7-xla3zr2-xtaxo12中x为ta的掺杂量，0<x<2；li7-xla3zr2-xnbxo12中x为nb的掺杂量，0<x<2。
3.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶解反应中的固液比为30～50g/l，反应时间为10～60min。
4.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(2)中，含锂滤液在90～98℃进行蒸发浓缩30～120min。
5.根据权利要求1所述的一种废旧固态电池直接再生石榴石型氧化物固态电解质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碳酸钠溶液的浓度为100～300g/l，所得碳酸锂沉淀物用90～98℃热水洗涤后于100～350℃干燥。
6.根据...
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