【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源领域，具体涉及到一种锂离子电池电解液回收方法和系统。
技术介绍
1、锂离子电池主要由外壳、正极、负极、隔膜和电解液等组成。目前废旧锂离子电池主流的回收工艺是在保护气氛下破碎进行多级物理分选，将外壳、隔膜、正负极粉、铜铝粒（粉）分离回收。
2、对于电解液组分回收，常规的工艺是采用减压蒸馏结合冷凝等方式回收有机溶剂，而六氟磷酸锂则是通过加热分解成pf5气体，再将pf5气体通入含有lif溶液中合成电解液。然而，在回收电解液时，由于电解液在使用至电池报废过程中六氟磷酸锂往往发生了副反应，以及在回收破碎干燥等工序处理时惰性气氛控制不严格，易导致热解气体除含pf5以外还含有高沸点有机溶剂气体、水分、hf、pof3等杂质气体。若将热解气体直接和lif反应制备六氟磷酸锂，将会影响产品的纯度及性能。此外，在废旧锂离子电池回收处理的过程中消耗了大量的惰性气体，进一步增加了处理成本。
3、锂离子电池的热裂解回收的主要目的之一就是回收lif和pf5，进一步研究发现在生成pf5的同时会生成pof3等杂质气体；同时六氟磷酸锂是一个热稳定性非常低的物质，在挥发温度下依然可能裂解，因此，现有技术存在的一个重要问题是：回收液的产物不纯、pf5的回收不充分。
4、所以，本案要解决的技术问题是：如何在裂解法回收电解液时，提高pf5的回收率和回收纯度。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种锂离子电池电解液回收方法，该方法针对溶剂挥发阶段产生的锂盐裂解气
2、同时，本专利技术还提供了一种实现该方法的系统。
3、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、一种锂离子电池电解液回收方法，包括如下步骤：
5、步骤1：将锂离子电池破碎后，在惰性气体保护下，加热使电解液中至少部分溶剂挥发，收集第一气体和固体，并对第一气体进行初级冷凝以去除第一气体中的至少部分溶剂，所述加热温度为100～150℃；
6、步骤2：收集初级冷凝后的尾气，从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来，得到第二气体，所述第二气体中含有pf5；
7、步骤3：将步骤1中得到的固体在惰性气体保护以及在锂盐的裂解温度下进行裂解，收集裂解产生的尾气，得到第三气体，所述第三气体中含有有机溶剂、氮气、水分、pf5、hf、pof3；
8、所述裂解温度高于加热温度；
9、步骤4：通过冷凝的方式去除第三气体中的有机溶剂、水、hf，得到第五气体；
10、优选地，所述步骤4具体包括：
11、步骤41：将第三气体进行预冷凝，去除第三气体中的有机溶剂，得到第四气体；
12、步骤42：将第四气体进行一级冷凝，去除第四气体中的水、hf，得到第五气体。
13、步骤5：将第五气体、第二气体混合进行二级冷凝以去除除了pf5之外的其他气体，得到第六气体；
14、步骤6：将第六气体进行三级冷凝，收集液态pf5。
15、优选地，上述一种锂离子电池电解液回收方法，包括如下步骤：
16、步骤1：将锂离子电池破碎后，在惰性气体保护下，加热到100～150℃以使电解液中至少部分溶剂挥发，收集第一气体和固体，并进行初级冷凝，初级冷凝的温度为-20～20℃；优选为-10～10℃；更优选为0～5℃；
17、在本步骤中，破碎后的锂离子电池的电解液在挥发温度下挥发，一般情况下，人们会认为得到较为纯净的溶剂；但是，在该温度下，少量的六氟磷酸锂会分解产生pf5；因此，对步骤2产生的第二气体进行有效的回收利用，是实现pf5高效回收的重要保证之一。
18、以本领域常用的有机溶剂为例：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯和乙酸丙酯；
19、各溶剂的沸点分别为：
20、碳酸乙烯酯 240℃；碳酸丙烯酯 242℃；碳酸二甲酯 90℃；碳酸二乙酯 126～128℃；碳酸甲乙酯 107 ℃；乙酸乙酯 77℃；丙酸丙酯 136℃；乙酸丙酯 102℃；
21、参考上述的列举，常压下，如果加热温度为100℃，则乙酸乙酯、碳酸二甲酯挥发；如果加热温度为110℃，则乙酸丙酯、碳酸甲乙酯挥发；如果加热温度为150℃，则碳酸二乙酯、丙酸丙酯挥发；
22、一般来说，溶剂挥发温度可以选择为100～150℃；如果选择为100℃，则建议保持体系为负压，以进一步降低溶剂沸点。
23、在上述过程中，沸点150℃以上的溶剂一般不会被大量蒸发，会进入步骤3。
24、步骤2：收集初级冷凝后的尾气，从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来，得到第二气体；
25、本步骤中第二气体要进入到后续的二级冷凝，本步骤2结合步骤6、步骤7，可以解决传统方案中纯度以及回收率不高的问题。
26、本步骤充分考虑到挥发温度下锂盐分解的问题，通过继续冷凝，将pf5以及其他含氟化合物予以分离并送入后续工序中进一步纯化；
27、步骤3：将步骤1中得到的固体在惰性气体保护以及在锂盐的裂解温度下进行裂解操作，收集裂解产生的尾气，得到第三气体，所述第三气体中含有有机溶剂、氮气、水分、pf5、hf、pof3；所述溶剂挥发温度低于裂解温度；
28、本步骤的裂解温度一般为150～500℃；优选为200～300℃；更优选为200～250℃；
29、在本专利技术的一些实施案例中，所述裂解温度为150℃、170℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或500℃；
30、裂解尾气的成分比较复杂，一般来说，包括但不限于：氮气（最主要成分）、水、hf、pf5、pof3、高沸溶剂；可能的高沸溶剂包括但不限于：ec、pc、dmso；高沸溶剂一般来源于：低温挥发段未蒸发的高沸点有机溶剂，极少量的具有不饱和键的溶剂的低聚物、隔膜和正极材料中粘结剂的裂解产物等。所以，接下来主要是冷凝这些高沸溶剂。
31、步骤4：将第三气体进行预冷凝，去除第三气体中的有机溶剂，得到第四气体；预冷凝的温度为-20～20℃；优选为-10～10℃；更优选为0～5℃；
32、本步骤主要目的是为了去除高沸溶剂。
33、在本专利技术的一些实施案例中，可选的预冷凝温度为-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃或20℃；
34、步骤5：将第四气体进行一级冷凝，去除第四气体中的水、hf，得到第五气体；一级冷凝的温度为-39～19℃；优选为-20～0℃；更优选为-10～0℃；
35、在本专利技术的一些实施案例中，可选的一级冷凝的温度为-39℃、-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤2中，从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来的方法具体为：通过冷凝的方式去除尾气中的有机溶剂或通过吸附剂吸附和脱附的方式去除尾气中的有机溶剂进而得到含氟物质。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤2中从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来的方法具体为：采用冷阱进行冷凝操作，控制冷凝温度为-30～-10℃，以使有机溶剂和含氟物质分离。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤2中从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来的方法具体为：通过活性炭对初级冷凝后的尾气进行吸附，然后对吸附后的活性炭采用氮气进行脱附；脱附所用氮气的温度为40～120℃。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述初级冷凝的冷凝温度为-20～20℃；
7.根据权利要求6所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述初级冷凝的冷凝温度为-10～10℃；
8.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述预冷凝的冷凝温度为-20～20℃；
9.根据权利要求8所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，预冷凝的温度为-10～10℃；
10.一种用于实现权利要求1-9任一所述方法的系统，其特征在于，包括依次连接的用于使电解液中至少部分溶剂挥发的加热装置、用于对加热装置加热产生的固体中的锂盐进行热解的热解装置、用于对第三气体进行冷凝的预冷凝装置、用于对第四气体进行冷凝的一级冷凝装置、用于对第五气体进行冷凝的二级冷凝装置、用于对第六气体进行冷凝的三级冷凝装置；所述加热装置上连接有用于冷凝第一气体的初级冷凝装置以及用于从初级冷凝装置的尾气中分离出含氟化合物的分离装置；所述分离装置通过管道将第二气体送入到二级冷凝装置中。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤2中，从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来的方法具体为：通过冷凝的方式去除尾气中的有机溶剂或通过吸附剂吸附和脱附的方式去除尾气中的有机溶剂进而得到含氟物质。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤2中从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来的方法具体为：采用冷阱进行冷凝操作，控制冷凝温度为-30～-10℃，以使有机溶剂和含氟物质分离。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液回收方法，其特征在于，所述步骤2中从尾气中将锂盐分解产生的含氟物质分离出来的方法具体为：通过活性炭对初级冷凝后的尾气进行吸附，然后对吸附后的活性炭采用氮气进行脱附；脱附所用氮气的温度为40～120℃。
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏文添，吴宇鹏，林海强，刘雅婷，韩恒，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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