CN113078382B - 一种锂电池回收处理方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种锂电池回收处理方法，包括：对待回收的锂电池进行放电处理；将放电后的锂电池浸泡于深共晶溶剂中，机械分离出电池壳，深共晶溶剂用于吸收锂电池的有机电解液；将锂电池中的正负极、铜箔、铝箔以及隔膜进行干燥粉碎；加入碱性溶液直至铝箔溶解，过滤得到第一固体；在第一固体中加入醋酸溶液调节至第一目标PH值，过滤得到第二固体和第一溶液；将第二固体在第一预设温度下热解，得到铜氧化物和二氧化碳；将二氧化碳导入电催化装置，催化转换为甲醇燃料；在第一溶液中加入氢氧化锂溶液调节至第二目标PH值，过滤得到第二溶液；将第二溶液在空气中蒸发，并在第二预设温度下分解得到氧化锂。本申请实现了提高锂电池的回收再利用率。

Description

一种锂电池回收处理方法
技术领域
本申请涉及动力电池回收技术领域，具体而言，涉及一种锂电池回收处理方法。
背景技术
锂离子电池为目前市场上最为成熟的储能系统，被广泛的应用于移动设备和大型储能装置，但是锂资源有限，以及锂电池报废后会造成对环境的污染，因此开发锂电池回收工艺显得尤为重要。
目前锂离子电池，负极材料为石墨，正极材料为磷酸铁锂、锂的钴/锰/镍的氧化物。对于目前的回收工艺，主要分为对电池的前期拆解和后期化学的处理两大步骤，前期拆解方面缺少对有机电解液的处理，而电解液恰恰对环境的污染较大；对于后期的化学处理往往会带来二次污染。目前公开报道的电池回收成本高，且对电池电极材料要求高，因此从前期拆解和后期化学处理两方面入手，开发新的回收工艺，不仅能够对环境起到保护作用，而且有效的回收资源，既避免了资源的浪费又创造了新的收入。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种锂电池回收处理方法，用以实现提高废弃锂电池的回收率和再利用率。
本申请实施例第一方面提供了一种锂电池回收处理方法，包括：对待回收的锂电池进行放电处理；将放电后的所述锂电池浸泡于深共晶溶剂中，机械分离出电池壳，所述深共晶溶剂用于吸收所述锂电池的有机电解液；将所述锂电池中的正负极、铜箔、铝箔以及隔膜进行干燥粉碎；加入碱性溶液直至所述铝箔溶解，过滤得到第一固体；在所述第一固体中加入醋酸溶液调节至第一目标PH值，过滤得到第二固体和第一溶液；将所述第二固体在第一预设温度下热解，得到铜氧化物和二氧化碳；将所述二氧化碳导入电催化装置，催化转换为甲醇燃料；在所述第一溶液中加入氢氧化锂溶液调节至第二目标PH值，过滤得到第二溶液；将所述第二溶液在空气中蒸发，并在第二预设温度下分解得到氧化锂。
于一实施例中，所述深共晶溶剂为按照预设比例混合的多元醇，羧酸与氢键受体。
于一实施例中，所述多元醇为异丙醇、丙三醇、丁醇中的一种，所述羧酸为草酸、乙二酸、丙二酸、苯甲酸中的一种，所述氢键受体为季铵盐，所述预设比例为2:3:3或3:5:2。
于一实施例中，所述第一预设温度的范围为500℃至550℃。
于一实施例中，所述第二预设温度的范围为900℃至1000℃。
于一实施例中，所述第一目标PH值为6.8。
于一实施例中，所述第二目标PH值为大于8.5，所述氢氧化锂溶液的质量分数为5％至8％。
于一实施例中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种，所述碱性溶液的浓度为20％至36％。
于一实施例中，所述醋酸溶液的浓度为0.1M至1M。
于一实施例中，所述电催化装置的催化剂为铁镍纳米合金。
本申请实施例提供的锂电池回收处理方法具有如下有益效果：对锂电池的有机电解液进行了绿色处理，避免了传统煅烧产生有毒气体，将市面上各种锂电池中的金属(铜铝除外)溶解在醋酸溶液中，可实现工业化分离，对最终的二氧化碳通过电催化集成系统又转换为甲醇燃料，实现能源的循环利用，用氢氧化锂溶液去除铜铝以外的金属，并且直接获得氧化锂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一实施例的锂电池回收处理方法的流程示意图；
图2为本申请另一实施例的锂电池回收处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，术语“包括”、“包含”等表示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“配置为”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参看图1，其为本申请一实施例的锂电池回收处理方法的流程示意图，以实现提高废弃锂电池的回收率和再利用率。该方法包括如下步骤：
步骤110：对待回收的锂电池进行放电处理。
步骤120：将放电后的锂电池浸泡于深共晶溶剂中，机械分离出电池壳，深共晶溶剂用于吸收锂电池的有机电解液。
在上述步骤中，深共晶溶剂为按照预设比例混合的多元醇，羧酸与氢键受体，多元醇为异丙醇、丙三醇、丁醇中的一种，羧酸为草酸、乙二酸、丙二酸、苯甲酸中的一种，氢键受体为季铵盐，预设比例为2:3:3或3:5:2。
步骤130：将锂电池中的正负极、铜箔、铝箔以及隔膜进行干燥粉碎。
步骤140：加入碱性溶液直至铝箔溶解，过滤得到第一固体。
在上述步骤中，碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种，碱性溶液的浓度为20％至36％。
步骤150：在第一固体中加入醋酸溶液调节至第一目标PH值，过滤得到第二固体和第一溶液。
在上述步骤中，第一目标PH值为6.8，醋酸溶液的浓度为0.1M至1M。
步骤160：将第二固体在第一预设温度下热解，得到铜氧化物和二氧化碳。
在上述步骤中，第一预设温度的范围为500℃至550℃。
步骤170：将二氧化碳导入电催化装置，催化转换为甲醇燃料。
在上步骤中，电催化装置的催化剂为铁镍纳米合金。
步骤180：在第一溶液中加入氢氧化锂溶液调节至第二目标PH值，过滤得到第二溶液。
在上述步骤中，第二目标PH值为大于8.5，氢氧化锂溶液的质量分数为5％至8％。
步骤190：将第二溶液在空气中蒸发，并在第二预设温度下分解得到氧化锂。
在上述步骤中，第二预设温度的范围为900℃至1000℃。
如图2所示，其为本申请一实施例的锂电池回收处理方法的流程示意图。一种锂电池回收处理方法可以包括以下步骤：
步骤一：将50kg废旧电池进行放电处理。
步骤二：将锂电池浸泡在由异丙醇、草酸、氯化铵按照质量比为2:3:3组成的深共晶溶剂中，机械分离出电池壳。
步骤三：将正负极、铜箔铝箔以及隔膜在100℃下进行干燥粉碎，并且加入一定量质量分数为20％的NaOH溶液中，直至铝箔溶解，滤去溶液。
步骤四：将废渣溶于过量0.1M醋酸溶液，调节pH到6.8，过滤去除溶液。
步骤五：将剩下浆料进在500℃条件下热解，剩余固体为铜氧化物，将收集的二氧化碳导入电催化装置，将其催化转换为甲醇燃料。
步骤六：将步骤四的溶液用5％的氢氧化锂调节pH到8.5，过滤沉淀。
步骤七：将溶液蒸发，并且在900℃高温煅烧得到氧化锂。
于一实施例中，一种锂电池回收处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将50kg废旧电池进行放电处理。
步骤二：将锂电池浸泡在由丁醇、苯甲酸、氯化铵按照质量比为3:5:2组成的深共晶溶剂中，机械分离出电池壳。
步骤三：将正负极、铜箔铝箔以及隔膜整体在150℃下进行干燥粉碎，并且加入一定量质量分数为25％的NaOH溶液中，直至铝箔溶解，滤去溶液。
步骤四：将废渣溶于过量0.5M醋酸溶液，调节pH到6.8，过滤去除溶液。
步骤五：将剩下浆料进在550℃条件下热解，剩余固体为铜氧化物，将收集的二氧化碳导入电催化装置，将其催化转换为甲醇燃料。
步骤六：将步骤四的溶液用6％的氢氧化锂调节pH到9，过滤沉淀。
步骤七：将溶液蒸发，并且在950℃高温煅烧得到氧化锂。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上仅为本申请的优选实施例而已，仅用于说明本申请的技术方案，并不用于限制本申请。对于本技术领域的普通技术人员而言，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池回收处理方法，其特征在于，包括：
对待回收的锂电池进行放电处理；
将放电后的所述锂电池浸泡于深共晶溶剂中，机械分离出电池壳，所述深共晶溶剂用于吸收所述锂电池的有机电解液；
将所述锂电池中的正负极、铜箔、铝箔以及隔膜进行干燥粉碎；
加入碱性溶液直至所述铝箔溶解，过滤得到第一固体；
在所述第一固体中加入醋酸溶液调节至第一目标PH值，过滤得到第二固体和第一溶液；
将所述第二固体在第一预设温度下热解，得到铜氧化物和二氧化碳；
将所述二氧化碳导入电催化装置，催化转换为甲醇燃料；
在所述第一溶液中加入氢氧化锂溶液调节至第二目标PH值，过滤得到第二溶液；
将所述第二溶液在空气中蒸发，并在第二预设温度下分解得到氧化锂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述深共晶溶剂为按照预设比例混合的多元醇或异丙醇或丁醇，羧酸与氢键受体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述羧酸为草酸、乙二酸、丙二酸、苯甲酸中的一种，所述氢键受体为季铵盐，所述预设比例按照质量比为2:3:3或3:5:2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设温度的范围为500℃至550℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设温度的范围为900℃至1000℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一目标PH值为6.8。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二目标PH值为大于8.5，所述氢氧化锂溶液的质量分数为5%至8%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种，所述碱性溶液的浓度为20%至36%。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醋酸溶液的浓度为0.1M至1M。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电催化装置的催化剂为铁镍纳米合金。
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