含氟电解液的处理方法技术

本发明专利技术的含氟电解液的处理方法为在对含氟电解液中所含的挥发成分进行加热而气化后的气化残留液中，添加碱而进行中和的处理方法，其中，所述含氟电解液为废电池中的电解液、将废电池进行切割或粉碎的状态的电解液、使用前的电解液或从废电池中抽取的电解液，且在所述电解液的气化残留液中添加碱而进行中和。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于锂离子电池等中的含氟电解液的安全处理方法。本申请主张基于2013年9月30日于日本申请的专利申请第2013-204124号的优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
电动汽车或电子设备中大多使用大型的锂离子电池，以供给高容量的电力，随着电动汽车和电子设备的普及而大量产生的大型废旧电池的处理逐渐成为问题。在用于锂离子电池等的电解液中含有成为电解质的氟化合物(LiPF6、LiBF4等)及挥发性有机溶剂，有机溶剂主要是碳酸酯类，且为易燃性物质。并且，若LiPF6与水或水蒸气进行反应，则会因水解而产生有毒的氟化氢。因此，要求一种安全的处理方法。以往，作为锂离子电池和其电解液的处理方法，已知有如下处理方法。(A)将锂离子电池等冷冻至电解液的熔点以下的温度，并拆解粉碎电池，在有机溶剂中，从粉碎体分离电解液，将提取的电解液蒸馏以分离成电解质和有机溶剂的处理方法(专利文献I); (B)焙烧废旧锂电池，粉碎该焙烧物而区分为磁性物与非磁性物，以回收铝或铜等有用金属量较多的物质的处理方法(专利文献2); (C)利用超高压水打开锂电池，并利用有机溶剂回收电解液的处理方法(专利文献3); (D)粉碎废旧电池，经水洗之后剥离正极以回收Al、Cu、N1、Co，并从剩余液体中以溶剂状态提取Li并进行回收的处理方法(专利文献4);及(E)粉碎废旧电池，经水洗之后洗脱出LiPF6,并剥离正极而回收钴酸锂，另一方面，在清洗后的液体中添加高温的酸来将LiPF6分解成磷酸和氟，并在此加入熟石灰来回收氟化Ca与磷酸Ca的混合物的处理方法(专利文献5)。专利文献I:日本专利第3935594号公报专利文献2:日本专利第3079285号公报专利文献3:日本专利第2721467号公报专利文献4:日本专利公开2007-122885号公报专利文献5:日本专利公开2000-106221号公报上述处理方法(A)中，由于为了在冷冻条件下拆解粉碎锂电池而需要制冷设备，因此难以实施。上述处理方法(B)中，氟在锂电池的焙烧工序中被处理为燃烧气体，因此，无法回收高纯度的氟成分，而无法对氟进行再利用。上述处理方法(C)中，回收的电解液的处理成为问题。电解液中含有易燃性的有机溶剂，并且，电解液中的氟化合物与水进行反应之后产生有毒的氟化氢，因此，要求安全地进行处理。上述处理方法(D)中，含有有机溶剂的清洗后的液体的处理成为问题。上述处理方法(E)中，在清洗后的液体中添加高温的酸来使LiPF6分解成磷酸和氟，并在此加入熟石灰而生成氟化Ca和磷酸Ca，但所生成的固态物由于是氟化Ca与磷酸Ca的混合物，因此难以再利用。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有处理方法中的上述问题而完成的，其目的在于提供一种安全处理具有挥发性的氟化合物(LiPF6等)及含有有机溶剂的电解液的方法。本专利技术为由以下结构构成的。—种，其为在对含氟电解液中所含的挥发成分进行加热而气化后的气化残留液中，添加碱而进行中和的处理方法，其中，所述含氟电解液为废电池中的电解液、将废电池进行切割或粉碎的状态的电解液、使用前的电解液或从废电池中抽取的电解液，且在所述电解液的气化残留液中添加碱而进行中和。根据上述所述的，其中，在对所述电解液的挥发成分进行气化后的所述废电池进行粉碎处理时，添加碱，从而同时进行中和处理和粉碎。根据上述所述的，其中，在对所述电解液的挥发成分进行气化后的所述废电池的粉碎物中，添加碱而进行中和。根据上述或所述的，其中，回收所述挥发成分已气化的气化气体，并使所述气化气体中所含的氟成分与钙进行反应而成为氟化钙后进行回收。根据上述?中任一项所述的，其中，回收所述挥发成分已气化的气化气体，并使所述气化气体中所含的氟成分与钙进行反应而成为氟化钙后进行回收，另一方面，冷却并冷凝收集该气化气体，从而回收有机溶剂成分。根据本专利技术的处理方法，由于对电解液进行气化并取出，因此无需进行冷冻或高温燃烧而能够安全地处理废电池。并且，通过气化残留液的碱处理，强酸性的气化残留液被中和，因此电极的腐蚀或劣化得到抑制。其结果，能够回收适于再利用的材料。而且，能够安全地进行粉碎工作和分类工作等，并能够防止粉碎装置和分选装置的腐蚀。并且，该碱中和处理在气化工序之后进行，因此，碱中和处理不会对气化工序产生影响。并且，通过在气化残留液中添加碱而进行中和，能够固定气化残留液中所含的氟。而且，根据本专利技术的处理方法，能够从气化气体中将氟作为高纯度的氟化钙来进行回收。例如能够得到纯度为80%以上的氟化钙。能够将该氟化钙作为制造氢氟酸的原料或水泥原料而进行再利用。并且，能够将所回收的有机溶剂成分作为燃料或代用燃料进行利用。通过本专利技术的处理方法回收的有机溶剂成分中，由于氟被分离，因此用作燃料时，不产生氟化氢等有害物质，能够安全地进行使用。【附图说明】图1为表示本专利技术的实施方式的处理方法的概略的工序图。图2为实施例2的XRD图。【具体实施方式】〔具体说明〕以下，对本专利技术的一实施方式进行具体说明。另外，无特别说明时，％表示质量％，ppm表示质量ppm ο本实施方式的处理方法为在对含氟电解液中所含的挥发成分进行加热而气化后的气化残留液中，添加碱而进行中和的处理方法，其中，所述含氟电解液为废电池中的电解液、将废电池进行切割或粉碎的状态的电解液、使用前的电解液或从废电池中抽取的电解液，且在所述电解液的气化残留液中添加碱而进行中和。将表示本实施方式的处理方法的概略的工序图示于图1。本实施方式的处理方法能够适用于锂电池等中使用的电解液中。在锂离子电池等中使用的电解液中，含有电解质的氟化合物及有机溶剂。氟化合物主要为六氟磷酸锂(LiPF6),有机溶剂为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC )、碳酸乙烯酯(EC)等碳酸酯类。DMC、EMC及DEC为易燃性物质。并且，本实施方式的处理方法为在对这种含氟电解液，即在对废电池中的电解液、将废电池进行切割或粉碎而得到的电解液、使用前的电解液或从废电池中抽取的电解液等进行气化处理后的气化残留液中，添加碱而进行中和的处理方法。〔气化工序〕气化工序中，通过加热含氟电解液，对含氟电解液中所含的挥发成分进行气化(步骤SI)。处理废电池中的电解液时，首先，对使用完的废电池进行放电之后进行加热，从而使电解液的挥发成分气化。通常，在电池中为了降低过剩的内部压力而设置安全阀，因此，打开该安全阀且连接管路，并加热该废电池来使电解液中所含的挥发成分气化即可。或者，也可处理将废电池进行切割或粉碎而得到的电解液。此时，切割或粉碎的废电池的电池内部的电解液成为与电极材料一同露出外部的状态，因此能够处理电解液。对废电池进行切割或粉碎时，在惰性气体气氛下进行，以防电解液燃烧。本实施方式的处理方法也能够适用于使用前的电解液或从废电池中抽取的电解液。为了从废电池中抽取电解液，用清洗溶剂清洗废电池来提取电解液。作为清洗溶剂，能够使用水或沸点为150°C以下的有机溶剂。另外，能够回收电解液中所含的碳酸酯类作为清洗溶剂进行再利用。这种气化工序中，将电解液加热至比电解液中所含的有机溶剂的沸点更高的温度，从而气化有机溶剂的挥发成分。与水共存的条件下加热LiPF6,则其被分解，且氟成分气化成氟化氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氟电解液的处理方法，其为在对含氟电解液中所含的挥发成分进行加热而气化后的气化残留液中，添加碱而进行中和的处理方法，其中，所述含氟电解液为废电池中的电解液、将废电池进行切割或粉碎的状态的电解液、使用前的电解液或从废电池中抽取的电解液，且在所述电解液的气化残留液中添加碱而进行中和。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩志，平田浩一郎，鹤卷英范，藤泽龙太郎，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP