金属氯桥二聚体的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种金属氯桥二聚体的应用，所述金属氯桥二聚体应用于回收电池废电解液中的LiPF6，所述金属氯桥二聚体中包括铱以及铂中的一种或多种。上述金属氯桥二聚体基于离子交换原理，采用阳离子铱或铂的配合物M

【技术实现步骤摘要】
金属氯桥二聚体的应用


[0001]本专利技术涉及资源循环利用
，特别是涉及一种金属氯桥二聚体的应用。

技术介绍

[0002]锂电池(LLBs)具有放电电压高和无记忆效应等优点，广泛用于通信基站、新能源汽车等领域。电解液是锂离子电池的主要构成之一，影响着电池容量、循环效率和安全稳定性。锂电池电解液主要组成为锂盐电解质(LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6等)、有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)等)和添加剂(碳酸亚乙烯酯(VC)、氮甲基吡咯烷酮(NMP)等)。其中，有机溶剂占比80～85％，锂盐电解质占比12.5～15％，添加剂占比2～8％。由于LiPF6在碳酸酯中溶解度大和电导率高，因此是目前规模化应用的电解质。电解液(LiPF6)具有不稳定性和强腐蚀性，遇水会发生分步水解反应，产生有毒气体HF和系列可溶性氟化盐(LiF)、磷化盐(Li3PO4)，造成水质污染，危害人体健康。电解液约占电池生产成本的12％，而利润可高达40％，是锂离子电池材料成本中盈利能力较强的成分。因此，回收退役锂离子电池电解液具有一定的经济效益和环境效益。
[0003]迄今为止，电解液的回收方法包括了组分转变法和组分转型法等。其中，组分转变法是指引入离子试剂并将亚稳定的LiPF6转化为热力学更加稳定的六氟磷酸盐与Li盐，从而实现全组分回收的方法；组分转型法是指引入稳定剂和离子化剂，将电解液中的LiPF6分解转型为可溶且稳定的Li盐、F盐和P盐，并分步沉淀回收的方法，但均存在工艺流程复杂、产品纯度和收率低等不足。

技术实现思路

[0004]基于此，为了提高回收电解液中LiPF6的产品纯度和收率，有必要提供一种金属氯桥二聚体的应用。
[0005]本专利技术提供一种金属氯桥二聚体的应用，所述金属氯桥二聚体应用于回收电池废电解液中的LiPF6，所述金属氯桥二聚体中包括铱以及铂中的一种或多种。
[0006]在其中一个实施例中所述金属氯桥二聚体的结构通式为：
[0007][0008]其中，R1与R2各自独立地选自、各自独立地选自、A选自如(B
‑
1)～(B
‑
2)任一所示的基团：
[0009]X1与X2各自独立地选自Ir或Pt，n与m选自1或2，Y1每次出现，独立地选自N或CR3；R3每次出现，分别独立地选自：
‑
H、
‑
D或具有1至5个C原子的直链烷基。
[0010]在其中一个实施例中，A选自如下任一所示的基团：其中：*表示连接或稠合位点。
[0011]在其中一个实施例中，所述金属氯桥二聚体的结构如式(1
‑
1)以及(1
‑
6)所示中的一种：
[0012][0013][0014]在其中一个实施例中，所述废电解液的组成以重量百分数计包括：5％～15％的六氟磷酸锂、80％～90％的有机溶剂以及1％～8％的添加剂。
[0015]在其中一个实施例中，回收电池废电解液中的LiPF6的步骤包括：
[0016]混合所述金属氯桥二聚体、第一有机溶剂以及所述废电解液，过滤，制备第一固体和第一溶液，利用第二有机溶剂洗涤所述第一固体后干燥，回收干燥产物，
[0017]混合所述第一溶液、氨基酸、可溶性碱以及水，萃取，制备第一有机层溶液以及水层溶液，蒸发所述水层溶液，回收蒸发产物。
[0018]在其中一个实施例中，回收所述干燥产物的步骤中，具备如下至少一个特征：
[0019](1)所述金属氯桥二聚体的质量为所述废电解液质量的30％～80％，所述第一有机溶剂的质量为所述金属氯桥二聚体质量的20％～50％；
[0020](2)所述第一有机溶剂选自二氯甲烷以及三氯甲烷中的一种或多种；
[0021](3)所述第二有机溶剂选自碳酸二甲酯以及碳酸二乙酯中的一种或多种；
[0022](4)混合所述金属氯桥二聚体、所述第一有机溶剂以及所述废电解液的时间为0.5h～2.0h，温度为10℃～40℃。
[0023]在其中一个实施例中，回收所述蒸发产物的步骤中，具备如下至少一个特征：
[0024](1)所述氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸以及组氨酸中的一种或多种；
[0025](2)所述氨基酸的质量为所述废电解液质量的6％～13％，所述可溶性碱的质量为所述废电解液质量的3％～8％，水的质量为所述废电解液质量的20％～50％；
[0026](3)所述可溶性碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠以及乙醇钾中的一种或多种；
[0027](4)萃取时间为10min～30min。
[0028]在其中一个实施例中，回收电池废电解液中的LiPF6的步骤之后还包括回收所述金属氯桥二聚体的步骤：
[0029]混合所述第一有机层溶液、强酸以及水，制备混合液，萃取所述混合液，制备第二有机层溶液，蒸发第二有机层溶液；
[0030]其中所述强酸选自盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、三氟乙酸以及三氟甲磺酸中的一种或多种。
[0031]在其中一个实施例中，回收所述金属氯桥二聚体的步骤中，具备如下至少一个特征：
[0032](1)所述混合液还包括金属氯化物，所述金属氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙以及氯化锌中的一种或多种；
[0033](2)所述强酸的质量为所述废电解液质量的13％～40％；
[0034](3)水的质量为所述废电解液质量的30％～100％；
[0035](4)所述金属氯化物的质量为所述金属氯桥二聚体质量的5％～20％；
[0036](5)萃取时间为10min～30min。
[0037]上述金属氯桥二聚体基于离子交换原理，采用阳离子铱或铂的配合物M
+
与阴离子PF6‑
结合生成稳定且水难溶性的MPF6，达到MPF6与Li高效分离的目的，使电解液中的Li
+
和PF6‑
的回收率均高于95％。
[0038]同时PF6‑
与Li
+
分别以产品六氟磷酸盐和氯化锂进行回收，回收后的产品纯度均高于99％。不仅如此，本专利技术利用金属氯桥二聚体回收废电解液中的Li
+
和PF6‑
的步骤具有操作简单、设备投资少、绿色环保、质量可控并且易于工业化等优点，能产生较好的经济和社会效益，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0039]图1实施例1制得的氯化锂的XRD图谱。
[0040]图2实施例1制得的2
‑
苯基吡啶铱二氯桥的NMR(CDCl3)图谱。
具体实施方式
[0041]本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述金属氯桥二聚体应用于回收电池废电解液中的LiPF6，所述金属氯桥二聚体包括铱以及铂中的一种或多种。2.如权利要求1所述的金属氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述金属氯桥二聚体的结构通式为：其中，R1与R2各自独立地选自、各自独立地选自、A选自如(B
‑
1)～(B
‑
2)任一所示的基团：X1与X2各自独立地选自Ir或Pt，n与m选自1或2，Y1每次出现，独立地选自N或CR3；R3每次出现，分别独立地选自：
‑
H、
‑
D或具有1至5个C原子的直链烷基。3.如权利要求2所述的金属氯桥二聚体的应用，其特征在于，A选自如下任一所示的基团：其中：*表示连接或稠合位点。
4.如权利要求2所述的金属氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述金属氯桥二聚体的结构如式(1
‑
1)以及(1
‑
6)所示中的一种：5.如权利要求1所述的金属氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述废电解液的组成以重量百分数计包括：5％～15％的六氟磷酸锂、80％～90％的有机溶剂以及1％～8％的添加剂。6.如权利要求1～5任一项所述的金属氯桥二聚体的应用，其特征在于，回收电池废电解液中的LiPF6的步骤包括：混合所述金属氯桥二聚体、第一有机溶剂以及所述废电解液，过滤，制备第一固体和第一溶液，利用第二有机溶剂洗涤所述第一固体后干燥，回收干燥产物，混合所述第一溶液、氨基酸、可溶性碱以及水，萃取，制备第一有机层溶液以及水层溶液，蒸发所述水层溶液，回收蒸发产物。7.如权利要求6所述的金属氯桥二聚体的应用，其特征在于，回收所述干燥产物的步骤
中，具备如下至少一个特征：(1)所述金属氯桥二聚体的质量为所述废电解液质量的30％～80％，所述第一有机溶剂的质量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：珠海中力新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：