【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质资源化利用和废旧锂电池回收，涉及一种亚临界态混合物及其在回收锂电池内金属元素中的应用。
技术介绍
1、由于新能源汽车和可再生能源的快速发展，随之而来的是锂离子电池(libs)的需求量迅速增加。锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、充放电速度快等优点，是目前最受欢迎的储能材料之一，在可再生电网储能系统、电动汽车、便携式电子设备等领域有着广泛的应用。由于锂离子电池的使用寿命有限(便携式电子设备一般为3年，电动汽车一般为5-10年)，大量的废旧锂离子电池正在产生。预计到2030年，废旧锂离子电池的全球产量将达到1100万吨。然而，目前废旧锂离子电池的回收利用率不到6％，大部分被填埋或焚烧，造成了严重的生态环境污染和资源浪费。因此，亟需对废旧锂离子电池进行回收利用，避免环境污染和资源浪费，落实循环经济的理念。
2、在工业上，回收废旧锂离子电池中有价金属的的工艺主要基于火法冶金和湿法冶金技术。传统的火法冶金需要在极高的反应温度下(≥1400℃)将整个废旧锂离子电池熔化以生成合金。这项技术虽然工艺步骤降低、具有兼容性，但是能耗高并且会释放出大量有毒烟气。与火法冶金相比，湿法冶金由于具有金属回收率高、可实现选择性回收、产品纯度高等优点而受到许多研究者的青睐。但其工艺步骤复杂、酸耗高、需要使用昂贵的试剂、同时产生大量有毒废水等缺点仍然阻碍了其在工业上的应用。在湿法冶金过程中，通常需要添加过氧化氢(h2o2)作为还原剂以提高酸浸效率，但是过氧化氢具有危险性、易爆性、成本高的缺点。因此，亟需开发绿色、高效、短流程和低
3、中国专利申请202211699472.1公开了一种利用生物质热解气还原回收废弃钴酸锂电池正极材料的方法。该方法将回收得到的废弃锂电池浸入盐溶液中放电，通过拆解和分离，获得正极材料片；将正极材料片真空热解并刮出得到钴酸锂粉末；将钴酸锂粉末悬于木质纤维素生物质上方并确保两者为分离状态，无氧气氛下于400-500℃下加热，经生物质热解气还原钴酸锂获得反应产物；将反应产物使用水浸法浸出后过滤，得到滤液和滤渣；将滤液蒸发得到碳酸锂粉末，将滤渣烘干，得到co氧化物。然而，该方法需要在无氧气氛中产生热解气，温度达400-500℃，反应条件较难控制。
4、中国专利申请202010166395.8公开了一种生物质肥料协助下的废旧锂电池正极材料的回收与再生方法，包括还原焙烧、水浸、锂源的制备、酸浸、三元前驱体的制备、三元正极材料的制备等六个步骤。其中，还原焙烧需要在保护气氛(氩气)下700-800℃条件下进行焙烧，反应条件较为严苛，且氩气的使用极大提高了工艺成本。
5、中国专利申请201911049842.5公开了一种利用水热法回收退役锂离子电池正极材料的方法，将有机酸和糖类还原剂加入混合液中，将反应釜密封，在100-300℃条件下进行加热，得到黑色浑浊液。将黑色浑浊液进行过滤，得到含有有价金属离子的浸出液。然而该方法获得的金属离子溶液为混合金属离子溶液，若欲得单纯的锂盐还需进行离子溶液中各物质的分离，步骤复杂且提高了处理成本。
6、中国专利申请202010167038.3公开了一种废旧动力锂电池正极极片中有价金属元素的全量回收方法。具体步骤为：预先将生物质在弱酸条件下水热反应，分离得到生物质溶液1和滤渣，滤渣再在碱液下反应，得到生物质溶液2。将废旧正极片在生物质溶液2中剥离，分离铝金属和正极浆料，再将正极浆料、生物质溶液1在酸液下还原浸出，获得富集由锂、镍、钴、锰的浸出液。然而，该方法中各种金属混合于同一浸出液之中，从该浸出液中提取锂盐需要额外耗费时间和试剂；且反应过程涉及酸液和碱液，步骤较为复杂。
7、综上，现有技术难以提供一种绿色、高效、便捷和低成本的方法，以分别同时回收废旧锂离子电池中的锂元素和金属氧化物。
技术实现思路
1、有鉴于此，针对现有技术难以提供一种绿色、高效、便捷和低成本的方法，以分别同时回收废旧锂离子电池中的锂元素和金属氧化物的问题，本专利技术的目的是提供一种亚临界态混合物及其在回收锂电池内金属元素中的应用。
2、为实现上述专利技术目的，一方面，本专利技术提供一种亚临界态混合物，所述亚临界态混合物的成分包括水、生物质，温度为150-300℃±3℃，压力为0.4-8.7mpa。
3、其中，所述水包括但不限于纯净水、自来水、去离子水、净化水等。
4、其中，所述生物质包括但不限于木质纤维素类生物质。
5、优选地，所述亚临界态混合物的温度为150-300℃±3℃，压力为0.4-8.7mpa。
6、更优选地，所述亚临界态混合物的温度为160-280℃±3℃，压力为0.5-6.5mpa。
7、再优选地，所述亚临界态混合物的温度为200-280℃±3℃，压力为1.5-6.5mpa。
8、优选地，所述生物质包括木质纤维素类生物质。
9、优选地，所述木质纤维素类生物质包括木屑、秸秆、谷壳、叶片、纤维素、木质素。
10、更优选地，所述木制纤维素类生物质包括木屑、秸秆、花生壳、稻壳、纤维素、木质素中、干燥叶片的至少一种。
11、再优选地，所述木制纤维素类生物质选自木屑、秸秆、花生壳、稻壳、纤维素、木质素、干燥叶片中的至少一种。
12、进一步优选地，且作为本专利技术的实例，所述木制纤维素类生物质选自竹木屑、松木屑、玉米秸秆、小麦秸秆、花生壳、稻壳、纤维素、木质素、干燥竹叶中的任意一种。
13、作为本专利技术的优选实施例，所述木质纤维素类生物质为竹木屑。
14、优选地，所述生物质与水的质量体积比为0.1-10g：50ml。
15、更优选地，所述生物质与水的质量体积比为0.6-5g：50ml。
16、再优选地，所述生物质与水的质量体积比为0.6-2g：50ml。
17、进一步优选地，生物质与水的质量体积比为0.8-1g：50ml。
18、另一方面，本专利技术提供了一种亚临界态混合物的制备方法，包括以下步骤：将配方量水、生物质加入密封反应釜中，升温，得到亚临界态混合物。
19、优选地，所述水的体积和所述密封反应釜的溶剂比为50-120ml：200ml。
20、更优选地，所述水的体积和所述密封反应釜的溶剂比为50-100ml：200ml。
21、再一方面，本专利技术提供了一种亚临界态混合物在回收锂电池内金属元素中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
22、s1、将锂电池中的含锂材料、水、生物质混合，升温升压，反应，过滤，得滤液和滤渣；
23、s2、将步骤s1所述滤液加入碳酸钠，过滤，得碳酸锂；
24、其中，步骤s1中所述升温升压具体为温度升至150-300℃±3℃，压力升至0.4-8.7mpa。
25、步骤s1中，所述水包括但不限于纯净水、自来水、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种亚临界态混合物，其特征在于，所述亚临界态混合物的成分包括水、生物质，温度为150-300℃±3℃，压力为0.4-8.7MPa。
2.根据权利要求1所述的一种亚临界态混合物，其特征在于，所述生物质包括木制纤维素类生物质，所述生物质与水的质量体积比为0.1-10g：50mL。
3.权利要求1或权利要求2所述的一种亚临界态混合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将配方量水、生物质加入密封反应釜中，升温，得到亚临界态混合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水的体积和所述密封反应釜的容积比为50-100mL：200mL。
5.权利要求1或权利要求2所述的一种亚临界态混合物在回收锂电池内金属元素中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤S1中，所述生物质包括木质纤维素类生物质，所述生物质与所述水的质量体积比为0.1-10g：50mL。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤S1中，所述锂电池选自三元NCM锂电池、钴酸锂锂电池、锰酸锂锂电池、
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤S1中，所述含锂材料与所述生物质的质量比为0.1-1.2：1；所述反应具体为：维持温度150-300℃±3℃，压强0.4-8.7MPa；所述反应的反应时间为1-30h。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤S2中，所述加入碳酸钠之前，调节所述滤液的温度至10-50℃，pH为6-8；所述过滤之后还包括烘干步骤。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，还包括步骤S3，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种亚临界态混合物，其特征在于，所述亚临界态混合物的成分包括水、生物质，温度为150-300℃±3℃，压力为0.4-8.7mpa。
2.根据权利要求1所述的一种亚临界态混合物，其特征在于，所述生物质包括木制纤维素类生物质，所述生物质与水的质量体积比为0.1-10g：50ml。
3.权利要求1或权利要求2所述的一种亚临界态混合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将配方量水、生物质加入密封反应釜中，升温，得到亚临界态混合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水的体积和所述密封反应釜的容积比为50-100ml：200ml。
5.权利要求1或权利要求2所述的一种亚临界态混合物在回收锂电池内金属元素中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤s1中，所述生物质...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈铨，赵青，张雪娇，程瑞，赵晓丽，吴丰昌，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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