锂电池的处理方法及失活剂技术

一种锂电池的处理方法，其包括在锂电池的内部添加失活剂的工序，前述失活剂包含碘、碘化合物之中的至少任一者；或包括在具有含氟电解液的锂电池的内部添加失活剂的工序，前述失活剂包含季铵化合物。活剂包含季铵化合物。活剂包含季铵化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂电池的处理方法及失活剂


[0001]本公开涉及锂电池的处理方法。

技术介绍

[0002]锂电池小型、轻量且为高能量密度，输出密度优异，因此被用于个人电脑、移动终端等的便携式电源、电动汽车驱动用电源等。作为燃料管制、环境维护对策，电动汽车(xEV)备受期待，预期生产量会增加，因此预测将来随之会有大量的车载电池被废弃。
[0003]再循环或废弃锂电池时，在重复使用锂电池的一部分后，在锂电池的分解前会进行去活化处理，从而使其无害化。
[0004]例如，专利文献1提出了：在非水电解质二次电池的内部添加氧化还原穿梭剂，从而将非水电解质二次电池无害化的技术。
[0005]例如，专利文献2及3提出了：使锂电池浸渍于氯化钠、硫酸钠或硫酸铵的溶液中，并将锂电池开口，由此将锂电池无害化的技术。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2018
‑
137137号公报
[0009]专利文献2：日本特开平10
‑
223264号公报
[0010]专利文献3：日本专利第3080606号

技术实现思路

[0011]本公开的目的为提供：用于迅速地将锂电池无害化的锂电池的处理方法及失活剂。
[0012]本公开的一个方式的锂电池的处理方法包括在锂电池的内部添加失活剂的工序，前述失活剂包含碘、碘化合物之中的至少任一者。
[0013]本公开的一个方式的锂电池的处理方法包括在具有含氟电解液的锂电池的内部添加失活剂的工序，前述失活剂包含季铵化合物。
[0014]本公开的一个方式的在锂电池的内部添加的失活剂包含碘、碘化合物之中的至少任一者。
[0015]本公开的一个方式的在具有含氟电解液的锂电池的内部添加的失活剂包含季铵化合物。
[0016]通过本公开的一个方式，能够迅速地将锂电池无害化。
附图说明
[0017]图1为锂电池的一个例子的立体图。
具体实施方式
[0018]本公开的一个方式的锂电池的处理方法包括在锂电池的内部添加失活剂的工序。
[0019]锂电池利用锂离子从负极到正极的移动来进行放电，可以为一次电池，也可以为二次电池。另外，对于锂电池而言，例如只要是为了再循环、废弃等而需要进行无害化，则其性能/状态就没有特别限制。无害化是指使锂电池的电压为1V以下。
[0020]在锂电池的内部添加失活剂的方法例如：从锂电池所具有的阀、电解液的注液部等注入失活剂；或者，机械地对锂电池设置注入口，并从该注入口注入失活剂。
[0021]失活剂包含碘、碘化合物及季铵化合物之中的至少任1者。
[0022]通过在锂电池的内部添加包含碘、碘化合物的失活剂，锂电池内的锂与碘反应，而形成固体电解质。由此，作为锂电池内的能量源的锂被消耗，因此锂电池的能量降低，完成无害化。
[0023]作为碘化合物，为无机碘化合物、有机碘化合物均可。可举出例如碘化铝、碘化钾、碘化钠、碘化铜、碘化锰、碘化镁、碘化钙、碘化铵、碘化氢、碘酸、碘酸铵、碘酸钾、碘酸钠、碘酸钙、碘甲烷、乙基碘、异丙基碘、碘乙酸乙酯、碘环己烷、碘苯、碘苯甲酸等。这些可以单独使用1种，也可组合使用2种以上。
[0024]包含碘、碘化合物的失活剂的添加量根据失活剂中的碘元素量、锂电池的容量等适当设定即可，例如期望设为与锂电池内的锂的总量反应所需要的最小量以上。
[0025]使用不含碘、碘化合物而包含季铵化合物的失活剂时，锂电池中使用的电解液必须为含氟电解液。并且，通过将该包含季铵化合物的失活剂添加在锂电池的内部，会与电解液中包含的氟反应，并生成沉淀物。由此，电解液的离子传导性降低，因此锂电池的电压会降低，完成无害化。需要说明的是，电解液包含非水溶剂和非水溶剂中溶解的电解质盐，在含氟电解液的情况下，例如可以使用LiPF6等含氟的电解质盐。
[0026]另外，在作为锂电池的构成要素的电极(正极、负极)中使用含氟的粘结材料(例如PVDF)时，粘结材料中的氟与季铵化合物反应，因此粘结材料的功能会降低，活性物质(正极活性物质、负极活性物质)变得容易从电极上剥离。因此，例如在锂电池的再循环中，活性物质的回收变容易。
[0027]作为季铵化合物，可举出例如四甲基铵、四乙基铵、四丙基铵、四丁基铵、四戊基铵、四己基铵、四庚基铵、辛基三甲基铵、月桂基三甲基铵、肉豆蔻基三甲基铵、十六烷基三甲基铵及硬脂基三甲基铵等的、氢氧化物或其盐等化合物。这些之中，从与氟的反应性等方面来看，优选四甲基铵化合物、四乙基铵化合物。更具体而言，优选氢氧化四甲基铵、氯化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氯化四乙基铵。这些可以单独使用1种也可组合使用2种以上。
[0028]包含季铵化合物的失活剂的添加量根据失活剂中的季铵化合物量、锂电池的容量等适当设定即可，例如期望设为与锂电池内的氟的总量反应所需要的最小量以上。
[0029]为了易于添加在锂电池内部，期望失活剂包含用于使碘、碘化合物或季铵化合物溶解或分散的溶剂。溶剂可举出水溶剂、非水溶剂等，水溶剂例如会随着与锂电池内的锂反应而产生氢气等气体，因此优选非水溶剂。非水溶剂与锂电池内的构件的反应性低即可，例如优选锂电池的电解液中使用的非水溶剂。在后述锂电池的电解液的说明中列举非水溶剂的例子。特别是在用作失活剂的溶剂时，优选碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)等环状化合物与碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(MEC)等链状化合物的混合溶剂。EC、PC等环状化合物的
介电常数高，因此，例如溶解季铵化合物的能力高，但另一方面，其溶剂粘度也高，因此失活剂浸透至锂电池内部需要花费时间。因此，通过混合溶剂粘度低的DEC、MEC等链状化合物，而可实现降低失活剂的粘度，减少对锂电池内部的浸透时间，进而缩短完成无害化的时间。
[0030]失活剂中的碘、碘化合物或季铵化合物的含量没有特别限定，例如优选为5质量％以上且20质量％以下，更优选为10质量％以上且15质量％以下。
[0031]对于通常的锂电池的再循环，在焚烧(有机物去除)、粉碎后，用筛子进行分离，分类为铝、铜等的集电体、包含Co、Ni等的正极活性物质、铁、铝等的电池外壳等。包含Co、Ni等的正极活性物质例如以在湿式精炼后进行电沉积而生成金属、或投入高炉等中而生成合金构件的方式再循环。
[0032]此处，如本实施方式这样，对通过失活剂添加而无害化的锂电池进行再循环时，无需上述的焚烧工序。因此，即使不经过焚烧工序，也可回收包含Co、Ni等的正极活性物质，因此可以忽略焚烧成本、环境对策(焚烧时的F处理等)。另外，对于通过添加包含季铵化合物的失活剂而产生的沉淀物，可以通过拆解锂电池并进行清洗而容易地回收。
[0033]以下，对锂电池的一个例子进行说明。
[0034]图1为锂电池的一个例子的立体图。锂电池10具备电极体、电解液、和收纳它们的方形的电池外壳。电极体具有正极、负极和分隔件。电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂电池的处理方法，其包括在锂电池的内部添加失活剂的工序，所述失活剂包含碘、碘化合物之中的至少任一者。2.一种锂电池的处理方法，其包括在具有含氟电解液的锂电池的内部添加失活剂的工序，所述失活剂包含季铵化合物。3.根据权利要求2所述的锂电池的处理方法，其中，所述季铵化合物包含四甲基铵化合物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：南博之，竹内正信，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：