CN102409174B - 金属锂的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的之一是从其表面形成有不需要的生成物的金属锂回收金属锂，而不废弃该其表面形成有不需要的生成物的金属锂。一种金属锂的回收方法，包括如下步骤：使其表面形成有生成物的金属锂与氮起反应，以形成氮化锂；使该氮化锂与二氧化碳起反应，以形成碳酸锂；使该碳酸锂与盐酸起反应，以形成氯化锂；使该氯化锂及氯化钾融化；以及对该融化的氯化锂及氯化钾进行电解，以回收金属锂。
Description
技术领域
所公开的发明的一个方式涉及金属锂的回收方法。
背景技术
近年来，在陶瓷、电池以及医药品等多种领域中，对锂的需要越来越高。
例如，锂被用于锂二次电池的正极、负极以及电解质。尤其是，在形成负极活性物质时，使用金属锂(参照专利文献1)。
因为在常温常压下作为金属的锂是稀少金属，世界上的产量也少，并且锂矿开采区域分布不均匀，所以在使用锂作为工业产品的原材料时有国家风险(CountryRisk)。另一方面，目前将用作玻璃的添加剂或二次电池的原材料的锂回收并再利用的技术尚未确立。
[专利文献1]日本专利申请公开平6-251805号公报
金属锂的反应性高，当在常温下将金属锂放置在空气中时在金属锂的表面会形成生成物。例如，当金属锂与空气中存在的氮起反应时，在金属锂的表面会形成氮化锂。另外，当金属锂与空气中存在的水分起反应时，在金属锂的表面会形成氢氧化锂。
在将其表面形成有上述生成物的金属锂直接用作负极活性物质的材料时，有与电解质的反应性变弱而使锂离子二次电池的特性降低的忧虑。
因此，实际上其表面形成有不需要的生成物的金属锂不能使用，而在利用乙醇或水进行钝化处理之后被废弃。
但是，如上所述那样，因为金属锂在产业上是有用的，所以优选回收金属锂。
发明内容
鉴于上述问题，所公开的发明的一个方式的目的之一在于：从其表面形成有不需要的生成物的金属锂回收金属锂，而不废弃该其表面形成有不需要的生成物的金属锂。
在所公开的发明的一个方式中，通过使其表面形成有不需要的生成物的金属锂与氮起反应，形成氮化锂。通过使氮化锂与二氧化碳起反应，形成碳酸锂。通过使碳酸锂与盐酸起反应，形成氯化锂。使氯化锂融化，并进行电解。氯化锂的融点为613℃，但是，因为混合氯化锂和氯化钾的混合物在450℃的温度下融化，所以优选使混合氯化锂和氯化钾的混合物融化。另外，只要是通过混合其融点降低的物质，就不局限于氯化钾。例如，也可以使用氯化钠代替氯化钾。通过进行上述电解，可以回收金属锂。
所公开的发明的一个方式涉及一种金属锂的回收方法，包括如下步骤：使其表面形成有生成物的金属锂与氮起反应，以形成氮化锂；使该氮化锂与二氧化碳起反应，以形成碳酸锂；使该碳酸锂与盐酸起反应，形成氯化锂；使该氯化锂及氯化钾融化；以及对该融化的氯化锂及氯化钾进行电解，以回收金属锂。
在所公开的发明的一个方式中，将液氮注入到容器的内部，在注入有该液氮的容器的上部设置多孔体，在该多孔体上配置所述其表面形成有不需要的生成物的金属锂，并且，使从所述液氮产生的所述氮与所述金属锂起反应，以形成所述氮化锂。
根据所公开的发明的一个方式，可以从其表面形成有不需要的生成物的金属锂回收金属锂，而不废弃该其表面形成有不需要的生成物的金属锂。在从其表面形成有不需要的生成物的金属锂回收金属锂时，因为可以在使反应性活跃的金属锂成为相对稳定的氮化锂之后进行回收金属锂的处理，所以容易进行回收作业。
附图说明
图1是示出锂的回收方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本说明书中公开的发明的实施方式进行说明。但是，本说明书中公开的发明可以以多种不同形式实施，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容可以在不脱离本说明书中公开的发明的宗旨及其范围的情况下被变换为各种形式。因此，所公开的发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容。注意，在如下所述的附图中，相同部分或具有相同功能的部分用相同的符号表示，并且省略对它们的重复说明。
以下，参照图1说明本实施方式的金属锂的回收方法。
使其表面形成有不需要的生成物的金属锂(S101)与氮起反应(S102)，以形成氮化锂(S103)。所述形成在表面的不需要的生成物是指金属锂与空气中存在的水分起反应而成的氢氧化锂，或者，金属锂与空气中存在的氮起反应而成的氮化锂等。在本步骤中，与氮起反应的金属锂是其表面形成有不需要的生成物的金属锂中的未与空气中的氮或水分等起反应的未反应金属锂。
在本实施方式中，作为金属锂，使用箔状的金属锂(金属锂箔)、球状的金属锂以及板状的金属锂等。
以下，说明使其表面形成有不需要的生成物的金属锂中的未反应金属锂与氮起反应以形成氮化锂的详细方法。
例如，将其表面形成有不需要的生成物的金属锂配置在手套箱等的不包含水分或氧的氮气氛中。接着，边使气氮通过手套箱的内部，边使其表面形成有不需要的生成物的金属锂中的未反应金属锂与氮起反应，以形成氮化锂。此时，优选对其表面形成有不需要的生成物的金属锂施加压力而使其变形，或者，对其表面形成有不需要的生成物的金属锂表面进行局部加热等，因为这样容易引起未反应金属锂与氮的反应。
首先，准备放入液氮的容器，并将液氮注入到该容器的内部。在容器的上部设置能够通过气氮的多孔体。在多孔体上配置其表面形成有不需要的生成物的金属锂。从容器内部的液氮产生气氮。该从液氮产生的气氮通过上述多孔体，而与多孔体上的其表面形成有不需要的生成物的金属锂中的未反应金属锂起反应。通过使该未反应金属锂与气氮起反应，以形成氮化锂。通过上述步骤，可以得到氮化锂。
接着，使所得到的氮化锂与二氧化碳起反应(S104)。通过使氮化锂与二氧化碳起反应，形成碳酸锂(S105)。
与其表面形成有不需要的生成物的金属锂与氮的反应同样，上述氮化锂与二氧化碳的反应既可在手套箱内进行又可使用具有多孔体的容器进行。
当在手套箱内使氮化锂与二氧化碳起反应时，首先，将氮化锂配置在手套箱的二氧化碳气氛中。接着，边使气体的二氧化碳通过手套箱的内部，边使氮化锂与二氧化碳起反应，以形成碳酸锂。
或者，也可以使用上述容器及多孔体，来使二氧化碳与氮化锂起反应。在此情况下，可以以与上述使其表面形成有不需要的生成物的金属锂与氮起反应的方法同样进行。在此情况下，可以使用干冰代替液氮，并使氮化锂与从干冰产生的二氧化碳起反应。从干冰产生的二氧化碳与氮化锂起反应，而形成碳酸锂。
接着，使所得到的碳酸锂与盐酸起反应(S106)，以形成氯化锂(S107)。
接着，使氯化锂融化(S108)并进行电解(S109)。氯化锂的融点为613℃，但是，因为混合氯化锂和氯化钾的混合物在450℃的温度下融化，所以优选使混合氯化锂和氯化钾的混合物融化。只要是通过混合而其融点降低的物质，就不局限于氯化钾。例如，也可以使用氯化钠代替氯化钾。通过进行上述电解，可以回收金属锂(S111)。
通过上述步骤，可以从其表面形成有不需要的生成物的金属锂回收金属锂。通过利用辊等滚压所回收的金属锂，可以形成金属锂箔。或者，也可以将所得到的金属锂用于其他用途。总之，根据本实施方式，可以从其表面形成有不需要的生成物的金属锂回收金属锂。
根据以上的本实施方式，可以从其表面形成有不需要的生成物的金属锂回收金属锂，而不废弃该其表面形成有不需要的生成物的金属锂。
Claims (21)
1.一种金属锂的回收方法，包括如下步骤：
通过使其表面形成有生成物的金属锂与氮的反应，形成氮化锂；
通过所述氮化锂与二氧化碳的反应，形成碳酸锂；
通过所述碳酸锂与盐酸的反应，形成氯化锂；
使所述氯化锂融化；以及
对所述融化的氯化锂进行电解。
2.根据权利要求1所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤之前，氢氧化锂形成在所述金属锂的表面的一部分。
3.根据权利要求1所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤中，通过施加压力使所述金属锂变形。
4.根据权利要求1所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤中，对所述金属锂的表面进行局部加热。
5.根据权利要求1所述的金属锂的回收方法，其中所述金属锂是箔状的金属锂。
6.根据权利要求1所述的金属锂的回收方法，还包括如下步骤：通过滚压所述回收的金属锂，形成金属箔。
7.根据权利要求1所述的金属锂的回收方法，其中在容器中所述金属锂与从液氮产生的氮起反应，并且所述金属锂配置在设置于所述容器的上部的多孔体上。
8.一种金属锂的回收方法，包括如下步骤：
通过使其表面形成有生成物的金属锂与氮的反应，形成氮化锂；
通过所述氮化锂与二氧化碳的反应，形成碳酸锂；
通过所述碳酸锂与盐酸的反应，形成氯化锂；
使所述氯化锂和氯化钾融化；以及
对所述融化的氯化锂和氯化钾进行电解。
9.根据权利要求8所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤之前，氢氧化锂形成在所述金属锂的表面的一部分。
10.根据权利要求8所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤中，通过施加压力使所述金属锂变形。
11.根据权利要求8所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤中，对所述金属锂的表面进行局部加热。
12.根据权利要求8所述的金属锂的回收方法，其中所述金属锂是箔状的金属锂。
13.根据权利要求8所述的金属锂的回收方法，还包括如下步骤：通过滚压所述回收的金属锂，形成金属箔。
14.根据权利要求8所述的金属锂的回收方法，其中在容器中所述金属锂与从液氮产生的氮起反应，并且所述金属锂配置在设置于所述容器的上部的多孔体上。
15.一种金属锂的回收方法，包括如下步骤：
通过使其表面形成有生成物的金属锂与氮的反应，形成氮化锂；
通过所述氮化锂与二氧化碳的反应，形成碳酸锂；
通过所述碳酸锂与盐酸的反应，形成氯化锂；
使所述氯化锂和氯化钠融化；以及
对所述融化的氯化锂和氯化钠进行电解。
16.根据权利要求15所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤之前，氢氧化锂形成在所述金属锂的表面的一部分。
17.根据权利要求15所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤中，通过施加压力使所述金属锂变形。
18.根据权利要求15所述的金属锂的回收方法，其中在所述形成氮化锂的步骤中，对所述金属锂的表面进行局部加热。
19.根据权利要求15所述的金属锂的回收方法，其中所述金属锂是箔状的金属锂。
20.根据权利要求15所述的金属锂的回收方法，还包括如下步骤：通过滚压所述回收的金属锂，形成金属箔。
21.根据权利要求15所述的金属锂的回收方法，其中在容器中所述金属锂与从液氮产生的氮起反应，并且所述金属锂配置在设置于所述容器的上部的多孔体上。
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