【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及资源环境，特别涉及一种利用退役锂离子电池正极的电化学脱盐方法及其应用。
技术介绍
1、淡化咸水或回收废水是解决淡水资源短缺的重要方式。目前淡化咸水的主要方法为电化学脱盐，电化学方法脱盐主要分为电容去离子(cdi)和电池去离子(bdi)两种方式。其中，电池去离子(bdi)依赖于咸水中的阴/阳离子与电极活性材料间的氧化还原过程介导的物相调控来实现离子去除，因而具有较高的选择性和相对较低的能耗，但目前依旧缺乏成本相对较低的电池去离子过程的活性反应材料，限制了该技术的规模化应用。
2、另一方面，随着社会新能源需求量的增加，退役锂离子电池的产量也在逐渐攀升，若处置不当，既造成资源的浪费，也容易对环境产生较大的危害。因此，对退役锂离子电池实现回收或综合利用是环境友好社会发展的必由之路。现有的针对退役锂离子电池回收的火法或者湿法工艺中，往往存在酸/碱耗大、工艺流程较长等缺陷，并通常会产生大量的高盐废水，对这些高盐废水的完全处置也是必须解决的一个问题。
3、因此，如何基于退役锂离子电池资源制备高反应活性的电极材料，用于高盐废水的脱盐处理，以实现退役锂离子电池回收产业中的绿色闭环回收，是当前亟需解决的一个问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种利用退役锂离子电池正极的电化学脱盐方法，利用退役离子电池正极材料与(亚)铁氰化物反应后得到电化学脱盐电极材料，再用于电化学脱盐中，实现退役锂离子电
2、本专利技术的第二方面提供一种电化学脱盐方法的应用。
3、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
4、本专利技术第一方面提供一种利用退役锂离子电池正极的电化学脱盐方法，包括以下步骤：
5、s1.配置改性溶液，将退役锂离子电池正极粉末在改性溶液中混合，进行反应，反应后将固液悬浮体系过滤，得到含锂滤液和沉淀物，沉淀物纯化后，得到电化学脱盐电极材料；
6、s2.将步骤s1得到的电化学脱盐电极材料与导电剂、粘结剂在有机溶剂中混合后，滴加到碳布上，干燥后得到电化学脱盐电极；
7、s3.将步骤s2得到的电化学脱盐电极置于双电极的脱盐体系中，进行脱盐；
8、其中，步骤s1得到的含锂滤液中加入饱和碳酸钠溶液，通过沉淀法回收锂；
9、步骤s1中的改性溶液包括铁氰化物溶液和/或亚铁氰化物溶液；所述改性溶液为酸性溶液。
10、本专利技术的基本原理为：退役离子电池正极中的过渡金属在酸性条件下与(亚)铁氰化物相互反应后，转化成类普鲁士蓝的基本结构，星辰沉淀，同时，锂离子留在含锂滤液中。类普鲁士蓝的基本结构可以在电驱动下与脱盐的盐溶液中迁移的钠离子结合，并发生氧化还原反应，从而实现溶液中的盐含量降低。
11、以亚铁氰化钾和钴酸锂反应过程为例，具体的化学反应过程如下：
12、licoo2+[fe(cn)6]4-+4h++k+＝kcofe(cn)6·0.5h2o+li++1.5h2o
13、kcofe(cn)6·0.5h2o+e-1+na+＝knacofe(cn)6+0.5h2o
14、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1中的退役锂离子电池正极粉末为磷酸铁锂正极、锰酸锂正极、镍钴锰酸锂正极、钴酸锂正极中的一种或几种。
15、在本专利技术的一些实施例中，所述镍钴锰酸锂正极包括lini0.8co0.1mn0.1o2、lini0.6co0.2mn0.2o2、lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.33co0.33mn0.33o2。
16、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1中的改性溶液为铁氰化钠、铁氰化钾、亚铁氰化钠、亚铁氰化钾中的一种或几种。
17、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1的改性溶液中含有硫酸。
18、改性溶液中的硫酸可以提供酸性条件，更好地促进退役离子电池正极材料与改性溶液相互反应。
19、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1的改性溶液的浓度为0.2～6mol/l。
20、改性溶液的浓度会影响得到的电化学脱盐电极的脱盐能力。
21、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤s1的改性溶液的浓度为0.2～0.4mol/l。
22、当改性溶液浓度为0.2～0.4mol/l时，电化学脱盐电极的脱盐能力不低于45mg/g，并且改性溶液浓度继续增加时，脱盐能力没有显著的提升。
23、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1的改性溶液中硫酸的浓度为0.1～10mol/l。
24、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤s1的改性溶液中硫酸的浓度为0.5～5mol/l。
25、在本专利技术的一些具体实施例中，所述步骤s1的改性溶液中硫酸的浓度为0.5～1mol/l。
26、在本专利技术的一些示例中，所述步骤s1的改性溶液中硫酸的浓度为0.6～0.8mol/l。
27、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1中改性溶液与退役锂离子电池正极粉末的体积质量比为(1～100)ml:1g。
28、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤s1中改性溶液与退役锂离子电池正极粉末的体积质量比为(40～70)ml:1g。
29、在本专利技术的一些具体实施例中，所述步骤s1中改性溶液与退役锂离子电池正极粉末的体积质量比为(50～65)ml:1g。
30、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1中的混合在搅拌条件下进行，搅拌速度为100～1000rpm。
31、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤s1中的搅拌速度为500～800rpm。
32、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s1中的反应温度为5～95℃；反应时间为0.5～12h。
33、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤s1中的反应温度为10～60℃；反应时间为1～5h。
34、在本专利技术的一些具体实施例中，所述步骤s1中的反应温度为25～45℃；反应时间为2～3h。
35、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s2中的导电剂包括导电炭黑。
36、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s2中的粘结剂包括聚偏氟乙烯。
37、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s2中的有机溶剂包括二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、乙醇中的至少一种。
38、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s2中电化学脱盐电极材料与导电剂、粘结剂的质量比为(5～9):1:1。
39、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤s2中电化学脱盐电极材料与导电剂、粘结剂的质量比为(7～8):1:1。
40、在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤s2中电化学脱盐电极材料与有机溶剂的质量体积比为(1～20)mg:(5～20)ml。
41、在本专利技术的一些实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用退役锂离子电池正极的电化学脱盐方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤S1中的退役锂离子电池正极粉末为磷酸铁锂正极、锰酸锂正极、镍钴锰酸锂正极、钴酸锂正极中的一种或几种；和/或，所述镍钴锰酸锂正极包括LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2；
3.根据权利要求1或2所述的电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤S1的改性溶液的浓度为0.2～6mol/L；
4.根据权利要求1所述的电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤S1中的混合在搅拌条件下进行，搅拌速度为100～1000rpm；
5.根据权利要求1所述的电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤S2中的导电剂包括导电炭黑；
6.根据权利要求1或5所述电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤S2中电化学脱盐电极材料与导电剂、粘结剂的质量比为(5～9):1:1；
7.根据权利要求1所述电化学
8.根据权利要求1所述电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤S3的脱盐过程中，施加电流密度为20～320mA/g；
9.根据权利要求1所述电化学脱盐方法，其特征在于，所述饱和碳酸钠溶液的添加量为含锂滤液体积的10～40％；
10.一种权利要求1～9任一项所述电化学脱盐方法在咸水淡化或废水回收中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种利用退役锂离子电池正极的电化学脱盐方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤s1中的退役锂离子电池正极粉末为磷酸铁锂正极、锰酸锂正极、镍钴锰酸锂正极、钴酸锂正极中的一种或几种；和/或，所述镍钴锰酸锂正极包括lini0.8co0.1mn0.1o2、lini0.6co0.2mn0.2o2、lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.33co0.33mn0.33o2；
3.根据权利要求1或2所述的电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤s1的改性溶液的浓度为0.2～6mol/l；
4.根据权利要求1所述的电化学脱盐方法，其特征在于，所述步骤s1中的混合在搅拌条件下进行，搅拌速度为100～1000r...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾强，王瑞刚，
申请(专利权)人：广东省科学院生态环境与土壤研究所，
类型：发明
国别省市：
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