CN111430797A - 一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法 - Google Patents

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武大中
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Abstract

本发明涉及锂离子电池用电解液技术领域，且公开了一种水、酸含量高的电解液处理再利用的方法，包括以下步骤：将水、酸含量高的锂离子电池电解液返回到搅拌釜中；将羧甲基纤维素钠(CMC)投入搅拌釜中，进行慢速搅拌，吸水除酸；根据电解液中水分和酸度的具体含量，搅拌时间设定为2h～6h；吸水除酸后，打开阀门，通过过滤器将吸水后的凝胶物隔离出来，得到水分、酸度合格的电解液。本发明使用的CMC对水分、酸度高的电解液进行处理后，不会影响电解液的原有成份，且CMC本身是对环境友好、价格便宜，批量应用于锂离子负极生产中，经过处理后的电解液，可正常使用，避免对环境造成污染，增加超额效益。

Description

一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池用电解液技术领域，具体为一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法。
背景技术
锂离子电池一般由正极、负极、隔膜、电解液四大主材构成，其中电解液特别容易受贮存环境如温度、湿度及保质期的影响。而电解液性能的合格与否一般通过检测物理指标、化学指标来衡量，物理指标中水分、酸度、浊度更容易受外界环境的影响而导致电解液不能正常使用。而近两年来，随着环保形势的日益严峻，化工等一批易污染环境的原材料，价格持继上涨，而锂离子电池成品价格却持续下降，造成中间产品的毛利润逐年下跌，倒逼生产企业进行精细化生产，不合格品降到为零。
锂离子电解液一般由锂盐、有机溶剂、功能性添加剂构成。由于锂盐的吸水性较强，且成品电解液不容易除水，一般在生产过程中，会加入除水抑酸的功能性添加剂，来保证生产出的产品合格。但若因操作不当导致电解液的水份超出20ppm，甚至达到几百ppm，已经超出功能性添加剂所能处理的水平，若能达到继续使用，必须付出高昂的经济利益，现有技术中有使用锂型分子筛进行处理的方法，但使用锂型分子筛成本较高，而且处理周期较长，不利于批量化、工业化生产。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对须回收利用的电池电解液进行取样，对所获得的样品利用卡尔费休法进行水分检测，并利用酸碱滴定法进行酸度检测，对水、酸含量不合格的电解液进行收集；
2)将上述收集的电池电解液通过加压的方法返回到搅拌釜中，加压强度为1MPa-5MPa；
3)将一定量的羧甲基纤维素钠(CMC)投入到搅拌釜中，进行慢速搅拌，吸水除酸；
4)根据电解液中水分和酸度的具体含量，搅拌时间设定为2h～6h；
5)吸水除酸后，打开出口阀门，通过过滤器将吸水后的凝胶物隔离出来，得到水分、酸度合格的电解液。
优选的，所述搅拌釜的搅拌轴搅拌速度为10-20r/min。
优选的，所述的搅拌釜为生产电解液专用耐腐蚀、密封性良好的搅拌釜，内部充有氮气、氩气等保护性气体，内部为微正压，压力为0.01MPa～0.05MPa。
优选的，根据水、酸含量的高低，添加CMC的量为电解液重量的0.05％～10％。
优选的，在搅拌过程中前期每隔1h从搅拌釜中取出电解液样品，并检测水酸含量，重复此操作，检测三次后，间隔改完每隔0.5h检测一次。
优选的，所述电解液出口阀门处，过滤器为耐腐蚀、孔径致密的专用滤网，根据电解液下流速率，进行适时更换。
5)所述滤网有两层，分别为粗筛网和细筛网，粗筛网的目数为50-100目，细筛网的目数为500-1000目。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，具备以下有益效果：
本发明提供的方法中所用的CMC，为市场上通用的、锂离子电池负极所用的原材料，具有价格低、易购买、易使用，且环境友好的特点，处理过程及工艺较简单，且处理周期较短，大约为正常生产电解液所需时间的1/5～1/2，大大降低了处理费用，降低了综合成本，提高了市场竞争力。
附图说明
图1为使用本发明所处理过的电池电解液与用常规方法生产的电解液
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，包括以下步骤：对须回收利用的电池电解液进行取样，对所获得的样品利用卡尔费休法进行水分检测，并利用酸碱滴定法进行酸度检测，对水、酸含量不合格的电解液进行收集；将收集的电池电解液通过加压的方法返回到搅拌釜中，加压强度为1MPa-5MPa；将一定量的羧甲基纤维素钠(CMC)投入到搅拌釜中，CMC的量为电解液重量的1％，进行慢速搅拌，搅拌釜的搅拌轴搅拌速度为15r/min，吸水除酸；在搅拌过程中前期每隔1h从搅拌釜中取出电解液样品，并检测水酸含量，重复此操作，检测三次后，间隔改完每隔0.5h检测一次，搅拌釜为生产电解液专用耐腐蚀、密封性良好的搅拌釜，内部充有氮气、氩气等保护性气体，内部为微正压，压力为0.05MPa，根据电解液中水分和酸度的具体含量，搅拌时间设定为5；吸水除酸后，打开出口阀门，通过过滤器将吸水后的凝胶物隔离出来，得到水分、酸度合格的电解液，电解液出口阀门处，过滤器为耐腐蚀、孔径致密的专用滤网，滤网有两层，分别为粗筛网和细筛网，粗筛网的目数为100目，细筛网的目数为1000目，根据电解液下流速率，进行适时更换。
实施例一：
A:将客户退回的水、酸含量超高的锂离子电池电解液通过加压方法返回到搅拌釜中；
B、将羧甲基纤维素钠(CMC)按照电解液：CMC重量比为1：0.01的量，将CMC投入搅拌釜中，进行慢速搅拌，吸水除酸；
C、每隔1h，取出一部分电解液，进行检测水、酸含量，经过4h后，水分、酸度指标降到合格指标以内。
表1为各时间段检测水、酸含量指标
时间(h) 0 1 2 3 4
水分(ppm) 60 51 35 21 14
酸度(ppm) 73 56 37 22 12
由表1可以看出，经过添加CMC后，经过4h，电解液内水、酸含量得到大副度的降低，达到了合格指标。
D、打开出口阀门，通过过滤器将吸水后的凝胶物隔离出来，将水份、酸度合格的电解液放入到电解液专用的不锈钢桶内。
将此批处理过的电解液，与正常生产的同型号电解液(该型号电解液使用于圆柱18650动力型三元2000mAh产品)，进行物化指标及理化指标对比：
表2为两种电解液45℃高温贮存60天，水分、酸度对比
表2水分、酸度随时间变化
Figure BDA0002438022920000051
从表2可以看出，处理过后的电解液，水分、酸度没有出现很大的反弹，增涨速率与正常生产电解液无区别，说明采用CMC处理后的电解液，在物化指标上与正常电解液无区别。
图1为采用两种电解液，按正常工艺进行注液、化成、分容，按正常评估方法，进行循环性能评估，可以看出，两种电解液循环趋势相同，无较大区别
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对须回收利用的电池电解液进行取样，对所获得的样品利用卡尔费休法进行水分检测，并利用酸碱滴定法进行酸度检测，对水、酸含量不合格的电解液进行收集；
2)将上述收集的电池电解液通过加压的方法返回到搅拌釜中，加压强度为1MPa-5MPa；
3)将一定量的羧甲基纤维素钠(CMC)投入到搅拌釜中，进行慢速搅拌，吸水除酸；
4)根据电解液中水分和酸度的具体含量，搅拌时间设定为2h～6h；
5)吸水除酸后，打开出口阀门，通过过滤器将吸水后的凝胶物隔离出来，得到水分、酸度合格的电解液。
2.根据权利要求1所述的一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，所述搅拌釜的搅拌轴搅拌速度为10-20r/min。
3.根据权利要求1所述的一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，所述的搅拌釜为生产电解液专用耐腐蚀、密封性良好的搅拌釜，内部充有氮气、氩气等保护性气体，内部为微正压，压力为0.01MPa～0.05MPa。
4.根据权利要求1所述的一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，根据水、酸含量的高低，添加CMC的量为电解液重量的0.05％～10％。
5.根据权利要求1所述的一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，在搅拌过程中前期每隔1h从搅拌釜中取出电解液样品，并检测水酸含量，重复此操作，检测三次后，间隔改完每隔0.5h检测一次。
6.根据权利要求1所述的一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，所述电解液出口阀门处，过滤器为耐腐蚀、孔径致密的专用滤网，根据电解液下流速率，进行适时更换。
7.根据权利要求6所述的一种处理再利用水、酸含量高的锂离子电池电解液的方法，其特征在于，所述滤网有两层，分别为粗筛网和细筛网，粗筛网的目数为50-100目，细筛网的目数为500-1000目。
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