CN105390765A - 一种锂离子电池电解液回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于锂离子电池的回收领域，提供了一种锂离子电池电解液回收方法，先将锂离子电池的电芯取出，破碎后置于有机溶剂中浸泡，获得电解液的提取液并提纯回收，具体包括以下步骤：提取电池电解液；将获得的电解液回收液减压旋蒸，获得浓缩液；将浓缩溶液冷却结晶获得锂盐重结晶固体；真空干燥重结晶固体，得到回收锂盐；分析锂盐成分，加入电解质和有机溶剂调整至锂离子电池所用的电解液成分配比，制成电解液产品。本发明提供的锂离子电池电解液回收方法，回收率高，且回收不会造成二次污染；操作简单，过程无毒，无HF腐蚀，设备投入成本低，且不引入新的杂质，回收得到的锂盐无需提纯，可直接再利用到新的锂离子电解液配制。

Description

一种锂离子电池电解液回收方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池的回收领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液回收方法。
背景技术
锂离子电池因其电压高、容量大、成本低、安全性能好、寿命长、无记忆效应、环境友好等显著优点，而被广泛地应用于电子、交通等领域。随着对新能源汽车的推广，我国锂离子动力电池的产量保持强劲的增长态势。目前，动力电池寿命基本为1000-2000次充放电，按此循环寿命计算，大量的锂离子电池在使用3-6年后即面临着报废处理的问题。尽管对锂离子废旧电池的回收开始逐渐引起重视，但回收的焦点集中于电极材料有价金属的回收，而对电解液的处理并不重视。在废旧锂离子电池的收集、堆放和回收过程中，电解液泄露和挥发，将对周边的大气、土壤和水体造成严重的污染。
现有的锂离子电池电解液回收技术主要是采用热分解的处理方法，在热处理过程中，锂盐分解产生大量的HF酸(氢氟酸)，HF酸的强腐蚀性对腐蚀回收设备，对设备要求较高，同时尾气吸收废液会污染环境，而处理起来过程也较繁琐，成本高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池电解液回收方法，旨在减少锂离子电池回收过程中对环境的污染，降低回收成本。
本发明是这样实现的，一种锂离子电池电解液回收方法，在惰性气体保护下将锂离子电池的电芯取出，将其破碎后置于有机溶剂中浸泡，获得电解液的提取液并提纯回收。
进一步地，所述有机溶剂为PC(碳酸丙烯酯)、EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)或EMC(碳酸甲乙酯)中的一种。
进一步地，所述锂离子电池电解液回收方法具体包括以下步骤：
(1)在手套箱中打开电池外壳，取出电芯，将其破碎后置于有机溶剂中浸泡，并搅拌，得到电池电解液的提取液；
(2)将步骤(1)中获得的液体过滤，并用有机溶剂冲洗其中的固体残渣，将冲洗后获得的液体与过滤后获得的液体混合回收；
(3)将步骤(2)中获得的混合回收液减压蒸馏，获得浓缩液；
(4)将浓缩溶液冷却结晶获得锂盐重结晶固体；
(5)所得重结晶固体真空干燥，得到回收锂盐；
(6)分析锂盐成分，分析锂盐成分，加入电解质和有机溶剂调整至锂离子电池所用的电解液成分配比，制成电解液产品。
进一步地，步骤(1)包括先将锂离子电池在盐水中浸泡0.5～1.5h，然后清除电池表面杂质后干燥，再去打开外壳；所述盐水为氯化钠溶液，所述盐水浓度为10％-15％。
进一步地，打开后的电池外壳用有机溶剂冲洗，冲洗液倒入电解液的提取液中混合回收。
进一步地，步骤(3)中减压蒸馏获得的馏分继续回收转移到步骤(1)中使用。
进一步地，步骤(4)中的浓缩液经冷却结晶后过滤得到锂盐重结晶固体，过滤后的液体继续回收转移到步骤(1)中使用。
进一步地，所述过滤过程采用精密过滤器。
进一步地，所述冷却结晶过程所用的装置为冷阱，冷却温度为-30～-20℃，时间为1.5-3h。
进一步地，所述减压蒸馏所用的装置为蒸馏塔。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供的锂离子电池电解液回收利用的方法，回收率高，且回收不会造成二次污染；操作简单，过程无毒，无HF腐蚀，对生产装置的耐腐蚀性能要求宽松，设备投入成本低，且不引入新的杂质，回收得到的锂盐无需提纯，可直接再利用到新的锂离子电解液配制。本发明对于降低电池生产成本、节约资源、保护环境都可起到积极的作用。
附图说明
图1是本发明的一种锂离子电池电解液回收方法的流程图。
图2是本发明的一种锂离子电池电解液回收方法的具体流程的装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
在电解液的提取过程中，减压蒸馏的温度和压力与溶剂的种类有关，它们的沸点不同，压力和温度不同。蒸馏结束一般从馏分的回流速度来判定。下面是本发明的一个简单实施例。
实施例
本实施例的具体流程及装置流程参见附图1和2。
1.取50支磷酸铁锂32650型号的废旧电池，将其放入20L的水箱中用浓度为10％-15％的氯化钠溶液浸泡0.5-1.5h；
2.将电池捞出，转至清洗线，进行喷淋冲洗后传送至干燥箱中处理，完成后转入下一流程；
3.在手套箱中把电池外壳打开，并将电芯进行机械破碎处理；
4.将破碎后的电芯放入潜水式搅拌罐中，加入有机溶剂PC、EC、DEC、DMC或EMC中使其完全浸没，使电解液充分溶解于溶剂中；
5.30分钟后，将包含电芯碎片残渣的溶液转移至过滤分离装置中，进行过滤，将溶液与电芯固体物分离开来；
6.将得到的滤液全部转移到蒸馏塔装置中，通过蒸馏得到有机溶剂PC溶解的六氟磷酸锂浓缩溶液；
7.将得到的浓缩溶液至于冷阱中冷却，使六氟磷酸锂(LiPF6)重结晶提纯，在精密过滤器中过滤分离得到六氟磷酸锂固体进行真空干燥处理后得到产品约45.5-55.5g，锂盐回收率约为60％-72％，余下的有机溶剂滤液并入步骤(6)得到的馏分继续回收并转移到步骤(4)，进行重复使用。
8.将六氟磷酸锂固体加入按配方加入有机溶剂及其他添加剂，调整至锂离子电池所用的电解液成分配比，制成电解液产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，在惰性气体保护下将锂离子电池的电芯取出，将其破碎后置于有机溶剂中浸泡，获得电解液的提取液并提纯回收。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述有机溶剂为PC、EC、DEC、DMC或EMC中的一种。
3.如权利要求1或2所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在手套箱中打开电池外壳，取出电芯，将其破碎后置于有机溶剂中浸泡，并搅拌，得到电池电解液的提取液；
(2)将步骤(1)中获得的液体过滤，并用有机溶剂冲洗其中的固体残渣，将冲洗后获得的液体与过滤后获得的液体混合回收；
(3)将步骤(2)中获得的混合回收液减压蒸馏，获得浓缩液；
(4)将浓缩溶液冷却结晶获得锂盐重结晶固体；
(5)所得重结晶固体真空干燥，得到回收锂盐；
(6)分析锂盐成分，加入电解质和有机溶剂调整至锂离子电池所用的电解液成分配比，制成电解液产品。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，步骤(1)包括先将锂离子电池在盐水中浸泡0.5～1.5h，然后清除电池表面杂质后干燥，再去打开外壳；所述盐水为氯化钠溶液，所述盐水浓度为10％-15％。
5.如权利要求4所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，打开后的电池外壳用有机溶剂冲洗，冲洗液倒入电解液的提取液中混合回收。
6.如权利要求3所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，步骤(3)中减压蒸馏获得的馏分继续回收转移到步骤(1)中使用。
7.如权利要求3所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，步骤(4)中的浓缩液经冷却结晶后过滤得到锂盐重结晶固体，过滤后的液体继续回收转移到步骤(1)中使用。
8.如权利要求7所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述过滤过程采用精密过滤仪器。
9.如权利要求3所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述冷却结晶过程所用的装置为冷阱，冷却温度为-30～-20℃，时间为1.5-3h。
10.如权利要求3所述的一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述减压蒸馏所用装置为蒸馏塔。
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