一种废锂离子电池电解液的回收处理方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，公开了一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，收集废锂离子电池电解液后采用TiO2离子筛‑多孔CaO复合材料进行搅拌吸附，然后过滤，将得到的滤渣利用盐酸溶液浸出得到含锂溶液，对锂离子进行回收；滤液进行减压蒸馏，对电解液中的有机溶剂回收。本发明专利技术的方法回收的有机溶剂纯度高，用于再制造锂离子电池时对电池的循环使用性能不产生不利影响，而且工艺简单，容易操作，产生的废料性质稳定，不易流失到环境中，对环境的威胁小。

A Recovery and Treatment Method of Electrolyte from Waste Lithium Ion Batteries

【技术实现步骤摘要】
一种废锂离子电池电解液的回收处理方法
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种废锂离子电池电解液的回收处理方法。
技术介绍
随着新能源汽车技术的发展和电子产品的更新换代，对锂离子电池的需求日益增加。但是，大量锂离子电池在2-3年后即面临着报废的问题，其回收利用开始受到人们的重视。锂离子电池的电解液主要由锂盐和有机溶剂组成。常用的有机溶剂主要有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(EMC)等；锂盐主要是LiPF6，性质非常不稳定，与水发生反应会产生有毒的氢氟酸。在废旧锂离子电池的收集、堆放、处理过程中，电解液容易发生泄漏和挥发，对大气、土壤和水体造成严重污染，因此，电解液必须经过处理后才能排进环境。现阶段，废锂离子电池电解液的回收处理方法主要有真空精馏法、碱液吸收法和萃取法。其中，萃取法成本高、工艺要求严格，不适合大规模应用；碱液吸收法产生大量有毒、有害的废水、废气，对后续处理工艺要求较高；真空精馏法相对易于控制而且清洁环保，得到的有机溶剂可以循环使用，是目前研究较多的一种回收方法。CN201310562566.9公开了一种回收处理废旧锂电池电解液及电解液废水的处理方法，通过在密闭容器中对废电解液进行真空精馏回收有机溶剂，剩余的电解液成分与硫酸氢钾煅烧处理。但是，由于电解液中的氟离子等杂质容易被带出到精馏组分中，该方法容易对设备、管道造成腐蚀，而且回收的有机溶剂中的杂质含量较高，对其循环使用性能产生不良影响。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，使回收的有机溶剂纯度高，用于再制造锂离子电池时对电池的循环使用性能不产生不利影响，而且工艺简单，容易操作，产生的废料性质稳定，不易流失到环境中，对环境的威胁小。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，包括以下步骤：(1)将废锂离子电池清洁、烘干，然后在其壳体上刺孔，收集流出的电解液；(2)向所述电解液中加入相当于所述电解液重量10-20％的TiO2离子筛-多孔CaO复合材料搅拌吸附24-48h，然后过滤，得到滤液和滤渣；(3)向步骤(2)所述滤渣中加入相当于所述滤渣重量10-20倍的浓度为0.5-1mol/L的盐酸水溶液，于50-60℃反应6-12h，过滤后得到含氟固体和含锂溶液；(4)将步骤(2)所述滤液进行减压蒸馏，回收得到有机溶剂。优选地，所述TiO2离子筛-多孔CaO复合材料的制备方法如下：将TiO2离子筛、聚乙烯醇和浓度为3-5％的氢氧化钙混悬液按重量比1:(0.5-1)：(100-200)混合均匀，在搅拌条件下通入二氧化碳进行反应直至pH为7-8，过滤、干燥后于850-900℃煅烧1-2h，冷却后得到TiO2离子筛-多孔CaO复合材料。优选地，所述TiO2离子筛的制备方法如下：将纳米TiO2与碳酸锂按重量比1：(1-1.2)混合均匀后于800-850℃煅烧12-24h，冷却后加入相当于纳米TiO2重量100-200倍的浓度为0.5-1mol/L的盐酸溶液浸泡12-24h，过滤后干燥，500-600℃煅烧1-2h，即得。优选地，所述纳米TiO2的型号为P25型纳米TiO2。优选地，所述TiO2离子筛-多孔CaO复合材料在加入电解液之前还经过预处理，所述预处理方法如下：将相当于所述TiO2离子筛-多孔CaO复合材料重量1-3％的钛酸酯偶联剂均匀喷洒在所述TiO2离子筛-多孔CaO复合材料中混合均匀，于100-140℃热处理0.1-1h后冷却即可。优选地，所述钛酸酯偶联剂为钛酸酯偶联剂TMC-201、钛酸酯偶联剂TMC-101或者钛酸酯偶联剂TMC-102。优选地，所述步骤(2)中搅拌吸附的条件如下：转速为200-300r/min，温度为20-30℃。本专利技术的优点是：本专利技术通过研磨、焙烧浸锂、酸浸除锂得到具有锂离子选择记忆功能的TiO2离子筛，与聚乙烯醇和氢氧化钙混悬液混合均匀后通入二氧化碳，生成TiO2离子筛-碳酸钙复合浆料，再进行高温煅烧，使碳酸钙分解释放二氧化碳气体，颗粒中存在的聚乙烯醇也高温分解，从而成具有微孔的氧化钙颗粒，得到TiO2离子筛-多孔CaO复合材料。将该TiO2离子筛-多孔CaO复合材料经过钛酸酯偶联剂预处理，然后加入废锂离子电池电解液中搅拌反应、吸附。本专利技术通过将TiO2离子筛与具有高比表面积的多孔CaO合成复合材料对电解液进行处理，提高了对电解液中杂质的去除效果；通过钛酸酯偶联剂预处理，改善了该复合材料在电解液中的浸润相容性，提高复合材料的吸附、反应活性，从而充分除去电解液中的氟离子、锂离子以及水等杂质，使回收的有机溶剂纯度高，用于再制造锂离子电池时对电池的循环使用性能不产生不利影响，而且工艺简单，容易操作，产生的废料性质稳定，不易流失到环境中，对环境的威胁小。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术所述技术方案作进一步的说明。实施例1一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，包括以下步骤：(1)将废锂离子电池清洁、烘干，然后在其壳体上刺孔，收集流出的电解液；(2)向电解液中加入相当于电解液重量10％的TiO2离子筛-多孔CaO复合材料在转速为200r/min，温度为20℃条件下搅拌吸附24h，然后过滤，得到滤液和滤渣；(3)向步骤(2)得到的滤渣中加入相当于滤渣重量10倍的浓度为0.5mol/L的盐酸水溶液，于50℃反应6h，过滤后得到含氟固体和含锂溶液；(4)将步骤(2)得到的滤液进行减压蒸馏，回收得到有机溶剂。其中，TiO2离子筛-多孔CaO复合材料的制备方法如下：将TiO2离子筛、聚乙烯醇和浓度为3％的氢氧化钙混悬液按重量比1:0.5：100混合均匀，在搅拌条件下通入二氧化碳进行反应直至pH为7，过滤、干燥后于850℃煅烧1h，冷却后得到TiO2离子筛-多孔CaO复合材料。其中，TiO2离子筛的制备方法如下：将P25型纳米TiO2与碳酸锂按重量比1：1混合均匀后于800℃煅烧12h，冷却后加入相当于纳米TiO2重量100倍的浓度为0.5mol/L的盐酸溶液浸泡12h，过滤后干燥，500℃煅烧1h，即得。其中，TiO2离子筛-多孔CaO复合材料在加入电解液之前还经过预处理，预处理方法如下：将相当于TiO2离子筛-多孔CaO复合材料重量1％的钛酸酯偶联剂TMC-201均匀喷洒在TiO2离子筛-多孔CaO复合材料中混合均匀，于100℃热处理0.1h后冷却即可。实施例2一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，包括以下步骤：(1)将废锂离子电池清洁、烘干，然后在其壳体上刺孔，收集流出的电解液；(2)向电解液中加入相当于电解液重量20％的TiO2离子筛-多孔CaO复合材料在转速为300r/min，温度为30℃条件下搅拌吸附48h，然后过滤，得到滤液和滤渣；(3)向步骤(2)得到的滤渣中加入相当于滤渣重量20倍的浓度为1mol/L的盐酸水溶液，于60℃反应12h，过滤后得到含氟固体和含锂溶液；(4)将步骤(2)得到的滤液进行减压蒸馏，回收得到有机溶剂。其中，TiO2离子筛-多孔CaO复合材料的制备方法如下：将TiO2离子筛、聚乙烯醇和浓度为5％的氢氧化钙混悬液按重量比1:1：200混合均匀，在搅拌条件下通入二氧化碳进行反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将废锂离子电池清洁、烘干，然后在其壳体上刺孔，收集流出的电解液；(2)向所述电解液中加入相当于所述电解液重量10‑20％的TiO2离子筛‑多孔CaO复合材料搅拌吸附24‑48h，然后过滤，得到滤液和滤渣；(3)向步骤(2)所述滤渣中加入相当于所述滤渣重量10‑20倍的浓度为0.5‑1mol/L的盐酸水溶液，于50‑60℃反应6‑12h，过滤后得到含氟固体和含锂溶液；(4)将步骤(2)所述滤液进行减压蒸馏，回收得到有机溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将废锂离子电池清洁、烘干，然后在其壳体上刺孔，收集流出的电解液；(2)向所述电解液中加入相当于所述电解液重量10-20％的TiO2离子筛-多孔CaO复合材料搅拌吸附24-48h，然后过滤，得到滤液和滤渣；(3)向步骤(2)所述滤渣中加入相当于所述滤渣重量10-20倍的浓度为0.5-1mol/L的盐酸水溶液，于50-60℃反应6-12h，过滤后得到含氟固体和含锂溶液；(4)将步骤(2)所述滤液进行减压蒸馏，回收得到有机溶剂。2.根据权利要求1所述的一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，其特征在于，所述TiO2离子筛-多孔CaO复合材料的制备方法如下：将TiO2离子筛、聚乙烯醇和浓度为3-5％的氢氧化钙混悬液按重量比1:(0.5-1)：(100-200)混合均匀，在搅拌条件下通入二氧化碳进行反应直至pH为7-8，过滤、干燥后于850-900℃煅烧1-2h，冷却后得到TiO2离子筛-多孔CaO复合材料。3.根据权利要求2所述的一种废锂离子电池电解液的回收处理方法，其特征在于，所述TiO2离子筛的制备方法如下：将纳米TiO2与碳酸锂按重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：代辉，
申请(专利权)人：代辉，
类型：发明
国别省市：安徽,34