一种锂电池电极材料中N-甲基吡咯烷酮的回收方法技术

本发明专利技术提供了一种锂电池电极材料中N-甲基吡咯烷酮的回收方法。包括：a、取锂电池电极材料的废料，向其中添加去离子水、搅拌，得到废料混合物；所述废料中含有N-甲基吡咯烷酮；b、向废料混合物中添加絮凝剂溶液，搅拌，得到待分离物；所述絮凝剂溶液为絮凝剂的水溶液，所述絮凝剂选自聚合氯化铝、氯化钙、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺中的一种或多种；c、对待分离物进行过滤，分离出含N-甲基吡咯烷酮的粗液；d、对粗液进行分馏，得到N-甲基吡咯烷酮。该方法的回收效率高，回收得到的N-甲基吡咯烷酮的纯度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及N-甲基吡咯烷酮的回收方法，尤其是对锂电池电极材料中N-甲基吡咯烷酮的回收方法。
技术介绍
锂离子二次电池自90年代前后问世以来，以其能量密度高，工作电压高，自放电小，循环寿命长，无记忆效应，安全性好而且对环境友好等优点逐渐在小型二次电池领域取代镍镉电池及镍氢电池成为商用高档二次电池的主流，成为移动电话、笔记本电脑等多种便携式电子数码产品的理想电源，它也将是未来电动汽车轻型高能动力电池的理想电源。 目前，随着锂离子二次电池应用越来越广泛，锂离子电池制造数量也必然会逐年成倍增加， 对锂离子电池的回收也越来越多，制造和回收过程中产生的废旧N-甲基吡咯烷酮也越来越多。因此N-甲基吡咯烷酮回收再生既克服了其对环境造成的污染，又回收利用了资源， 不仅具有重大的经济利益，而且在环保方面也有重大的社会意义。现有技术中公开了一种N-甲基吡咯烷酮的回收方法，包括加水浸泡、加热溶解、 沉降、过滤、分馏即可。在天然气制乙炔过程中，N-甲基吡咯烷酮作为溶剂吸收裂化气中的乙炔和高级炔烃，通常会产生含有N-甲基吡咯烷酮Γ9%的废水和含有2 7%的聚合物废渣。采用上述方法可对天然气制乙炔过程中产生的N-甲基吡咯烷酮废液进行回收，具有一定的效果，但是，回收得到的N-甲基吡咯烷酮纯度较低，并且无法适用于锂离子电池领域的N-甲基吡咯烷酮回收。
技术实现思路
为了克服现有技术中回收得到的N-甲基吡咯烷酮纯度较低的问题，本专利技术提供了一种锂电池电极材料中N-甲基吡咯烷酮的回收方法，该方法的回收效率高，回收得到的 N-甲基吡咯烷酮的纯度高。本专利技术公开的锂电池电极材料中N-甲基吡咯烷酮的回收方法，包括a、取锂电池电极材料的废料，向其中添加去离子水、搅拌，得到废料混合物；所述废料中含有N-甲基吡咯烷酮；b、向废料混合物中添加絮凝剂溶液，搅拌，得到待分离物；所述絮凝剂溶液为絮凝剂的水溶液，所述絮凝剂选自聚合氯化铝、氯化钙、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺中的一种或多种；C、对待分离物进行过滤，分离出含N-甲基吡咯烷酮的粗液； d、对粗液进行分馏，得到N-甲基吡咯烷酮。对于锂电池电极材料的废料，通常含有粘结剂以及N-甲基吡咯烷酮，由于粘结剂通常溶解于N-甲基吡咯烷酮中，常规方法很难将其分离。本专利技术通过先在废料中添加去离子水，然后在加入特定的絮凝剂，将N-甲基吡咯烷酮中溶解的粘结剂提取出来，并形成凝胶状的物质，与液态的N-甲基吡咯烷酮分离，通过过滤即可将粘结剂有效的分离，再进一步通过分馏，将N-甲基吡咯烷酮中的水分离出来，大大提高了分离出N-甲基吡咯烷酮的纯度。附图说明图1是本专利技术实施例5分离得到的N-甲基吡咯烷酮的气相色谱图。图2是现有技术中的N-甲基吡咯烷酮的气相色谱图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术公开的锂电池电极材料中N-甲基吡咯烷酮的回收方法，包括a、取锂电池电极材料的废料，向其中添加去离子水、搅拌，得到废料混合物；所述废料中含有N-甲基吡咯烷酮；b、向废料混合物中添加絮凝剂溶液，搅拌，得到待分离物；所述絮凝剂溶液为絮凝剂的水溶液，所述絮凝剂选自聚合氯化铝、氯化钙、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺中的一种或多种；C、对待分离物进行过滤，分离出含N-甲基吡咯烷酮的粗液； d、对粗液进行分馏，得到N-甲基吡咯烷酮。上述锂电池电极材料的废料可以为锂离子电池生产过程及电极活性材料回收过程中产生的废料，通常，上述废料中均含有N-甲基吡咯烷酮，同时含有粘结剂，如羟甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、甲基纤维素和羟丙基纤维素中的一种或多种。所述步骤a中，需要向废料中添加去离子水，以便后续加入絮凝剂溶液时能得到有效的分散，提高N-甲基吡咯烷酮的回收纯度。为了便于后续的进一步提纯，优选情况下， 以废料的重量为基准，去离子水的添加量小于40wt%，更优选为5 25wt%。添加去离子水后，可进行搅拌，进一步促进去离子水在废料中的分散。优选情况下，可搅拌5 25min。作为本专利技术分离N-甲基吡咯烷酮的重点，需向废料混合物中添加絮凝剂溶液。所述絮凝剂溶液为絮凝剂的水溶液，所述絮凝剂选自聚合氯化铝、氯化钙、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺中的一种或多种。专利技术人通过大量的实验发现，在废料中含有去离子水的情况下，向上述废料混合物中添加上述絮凝剂溶液，可将溶解于N-甲基吡咯烷酮中的物质，如粘结剂等有效的提取出来，形成凝胶状物质。大大利于后续的分离处理。所述絮凝剂溶液中，絮凝剂的浓度可以在较大范围内变动，优选情况下，絮凝剂溶液中，絮凝剂的浓度为0.广10% ；更优选为0. 3 8%。上述浓度为质量浓度，即每100份絮凝剂溶液中絮凝剂的质量，可理解为其单位为g/g。所述步骤b中，以废料的重量为基准，絮凝剂溶液的添加量为5 45wt%，优选为 10 40wt%。同样，向废料混合物中添加絮凝剂溶液中，可进行搅拌，促进絮凝剂溶液在废料混合物中的分散。优选情况下，可搅拌广30min。加入絮凝剂溶液后，废料混合物体系会逐渐形成多个相。此时，即可进行过滤，将液态的物质过滤出来，得到粗液，粗液中含有N-甲基吡咯烷酮。上述过滤的方法为现有技术中常用的各种过滤的方法，例如压滤、抽滤等。本专利技术中，优选情况下，过滤的方法包括先对待分离物进行压滤，然后对压滤得到的液体进行精密过滤。上述压滤的方法没有什么特另IJ，可直接将待分离物输送到带式或板框式压滤机上进行固液分离。上述精密过滤也是现有技术中公知的，例如将压滤得到的物料通过棉芯过滤器或钛合金滤芯过滤器进行精密过滤O过滤后即可得到粗液，其主要成分为N-甲基吡咯烷酮，其中还含有残留的水分等杂质。后续还需对粗液进行分馏。在本专利技术中，优选情况下，所述分馏包括先常压蒸馏， 然后减压精馏。如本领域技术人员所公知的，所述常压蒸馏为在正常大气压(一个大气压) 下进行的蒸馏。所述减压精馏为对蒸馏装置内抽气，降低装置内的气压，从而降低液体的沸点，使其在较低的温度下即可挥发。具体的，上述常压蒸馏的方法为在蒸馏装置中，于 15(T300°C下常压蒸馏0.广汕。上述减压精馏的方法为在-0. Γ0. 05MPa的压强下，于 120 22(TC下精馏0.广2h。经过分馏后，即可得到所需的回收产物，即N-甲基吡咯烷酮，其纯度可达到99. 5% 以上。但是，对于锂离子电池电极材料中的N-甲基吡咯烷酮，由于电极材料中通常包括颗粒状的电极活性材料和导电剂，即废料中一般也会存在颗粒状的电极活性材料和导电齐U，其粒径非常小，通过过滤难以将其分离出来。而这部分小颗粒的存在会影响回收产物 N-甲基吡咯烷酮的纯度。故，作为对本专利技术公开的回收方法的进一步改进，在混合得到废料混合物后，添加絮凝剂溶液之前，可以向废料混合物中添加助凝剂。优选情况下，所述助凝剂选自硅藻土、 木纤维、竹纤维、聚乙烯纤维中的一种或多种。通过上述助凝剂的作用，可将废料混合物中的微小颗粒有效的吸附到上述助凝剂上，形成大团颗粒，从而使其在过滤时能有效的除去。 对提高回收产物N-甲基吡咯烷酮的纯度十分有利。对于上述助凝剂，可添加量可在较大范围内变动，优选情况下，以废料的重量为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：义志杰，邓洪波，蒋连友，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：