用于回收电池的电化学系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于回收电池的电化学系统和方法，所述电化学系统包括正极腔、负极腔、隔膜、光激发装置；所述正极腔中设置有酸性液体；所述负极腔中设置有酸性液体。所述方法包括以下步骤：(i)提供电化学系统，所述电化学系统包括正极腔、负极腔、隔膜、光激发装置；所述正极腔中设置有酸性液体；所述负极腔中设置有酸性液体；(ii)将待处理的电池正极放入到正极腔的酸性液体中；(iii)将待处理的电池负极放入到负极腔的酸性液体中；(iv)连接待处理的电池正极和待处理的电池负极；(v)用光激发装置发射的光照射正极。本发明专利技术不仅可以实现资源的循环利用还可对外进行做功，能耗更低。能耗更低。能耗更低。

【技术实现步骤摘要】
用于回收电池的电化学系统和方法


[0001]本专利技术涉及固体废物回收及资源化利用
，具体涉及用于回收电池的电化学系统和方 法。

技术介绍

[0002]电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间， 能将化学能转化成电能的装置，具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小 型装置。
[0003]例如，锂离子电池是一种应用广泛的清洁能源电池。随着社会能源结构开始加速向绿色和可持 续方向转变，新能源汽车产业蓬勃发展，锂离子电池的产量和退役量也随之增加。2021年全球锂离 子电池出货量达到562.4GWh，市场占有率59.4％。预计到2030年，大约会产生1100万吨退役锂 离子电池。退役锂离子电池中含有大量的重金属(Co、Ni、Mn)和有毒电解质，如果没有得到妥善 处置会造成严重的环境污染和安全问题。同时锂离子电池正极活性物质种含有锂和钴，因此，回收 退役锂离子电池既可以实现资源的循环利用也可以有效的保护环境。
[0004]通常，锂离子电池的正极活性物质主要是LiCoO2、Li本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于回收电池的电化学系统，其特征在于，所述电化学系统包括正极腔、负极腔、隔膜、光激发装置；所述正极腔中设置有酸性液体；所述负极腔中设置有酸性液体。2.根据权利要求1所述的电化学系统，其特征在于，所述电化学系统满足以下条件a至h中的至少一者：a.所述正极腔中的酸性液体包括无机酸溶液和/或有机酸溶液；b.所述负极腔中的酸性液体包括无机酸溶液和/或有机酸溶液；c.所述正极腔中的酸性液体的浓度为0.01mol/L至10mol/L；d.所述负极腔中的酸性液体的浓度为0.01mol/L至10mol/L；e.所述正极腔中的酸性液体包括无机酸溶液，所述无机酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、氢溴酸、氢碘酸、硼酸、碳酸中的至少一种；f.所述负极腔中的酸性液体包括无机酸溶液，所述无机酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、氢溴酸、氢碘酸、硼酸、碳酸中的至少一种；g.所述正极腔中的酸性液体包括有机酸溶液，所述有机酸溶液包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、戊酸、己酸、癸酸、硬脂酸、软脂酸、丙烯酸、抗坏血酸、苹果酸中的至少一种；h.所述负极腔中的酸性液体包括有机酸溶液，所述有机酸溶液包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、戊酸、己酸、癸酸、硬脂酸、软脂酸、丙烯酸、抗坏血酸、苹果酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的电化学系统，其特征在于，所述光激发装置满足以下条件(1)至(8)中的任意一者：(1)所述光激发装置发射的光的波长≤770nm；(2)所述光激发装置发射的光的波长≤400nm；(3)所述光激发装置发射的光的波长为10nm至400nm；(4)所述光激发装置发射的光的波长为320nm至400nm；(5)所述光激发装置发射的光的波长为280nm至320nm；(6)所述光激发装置发射的光的波长为190nm至280nm；(7)所述光激发装置发射的光的波长为100nm至190nm；(8)所述光激发装置发射的光的波长为10nm至100nm。4.根据权利要求1所述的电化学系统，其特征在于，所述光激发装置满足以下条件(1)至(15)中的任意一者：(1)所述光激发装置的功率≥3W；(2)所述光激发装置的功率≥5W；(3)所述光激发装置的功率≥7W；(4)所述光激发装置的功率≥9W；(5)所述光激发装置的功率≥11W；(6)所述光激发装置的功率≥26W；(7)所述光激发装置的功率≥30W；
(8)所述光激发装置的功率≥36W；(9)所述光激发装置的功率≥45W；(10)所述光激发装置的功率≥55W；(11)所述光激发装置的功率≥65W；(12)所述光激发装置的功率≥75W；(13)所述光激发装置的功率≥100W；(14)所述光激发装置的功率≥140W；(15)所述光激发装置的功率≥200W。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的电化学系统，其特征在于，所述电化学系统满足以下条件A至L中的至少一者：A.所述正极腔的酸性液体中掺有直径不超过1000nm的纳米气泡；B.所述负极腔的酸性液体中掺有直径不超过1000nm的纳米气泡；C.所述电化学系统构成原电池体系；D.所述电化学系统的电极为两电极体系；E.所述电化学系统不包括外电源；F.所述电化学系统包括导电连接部件；G.待回收的电池包括锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、锂硫电池、钠硫电池、钾硫电池中的至少一种；H.一个正极腔和一个负极腔构成一组腔组合，所述电化学系统包括一组或多组所述腔组合，并且所述正极腔和负极腔之间用隔膜隔开；I.所述正极腔和/或负极腔是光可透过的；J.所述电化学系统的开路电位≤2.5V，并且所述电化学系统的工作电极电位低于所述电化学系统的开路电位；K.所述隔膜包括聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、尼龙隔膜、硝酸纤维素隔膜、醋酸纤维素隔膜、聚砜类隔膜、聚酰胺类隔膜、聚丙烯腈隔膜、聚氯乙烯隔膜、聚四氟乙烯隔膜、聚偏氟乙烯隔膜、聚碳酸酯隔膜中的至少一种；L.所述电化学系统不包括导电包夹材料。6.用于回收电池的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(i)提供电化学系统，所述电化学系统包括正极腔、负极腔、隔膜、光激发装置；所述正极腔中设置有酸性液体；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾帅，何婷，于建国，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：