廢舊鋰離子電池的回收處理方法
【專利摘要】本發明涉及鋰離子電池的回收領域，具體涉及一種廢舊鋰離子電池的回收處理方法。具體為將鋰離子電池外殼打開，通過離心法將電解液分離并回收。該方法不僅工藝簡單、投入資金比較小，并且清理比較干凈，高效環保；回收后的產品可以進行二次利用，節省了能源。
【專利說明】廢舊鋰離子電池的回收處理方法【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰離子電池的回收領域，具體涉及一種廢舊鋰離子電池的回收處理方法。
【背景技術】
[0002]理離子電池自上世紀90年代商業化以來，以其電壓高、容量大、質量輕等優點逐漸取代傳統二次電池成為市場的主流，在于機、數碼相機、數碼攝像機、筆記本電腦等電子產品中得到廣泛地應用。隨著科技的發展和時代的進步，以及電動汽車行業的迅猛發展，人們對理離子電池的需求量急劇增加，是的鋰離子電池的消費量越來越大。但是鋰離子電池屬于易耗品，每年都會產生很多廢舊理離子電池。鋰離子電解液為有機液體，在空氣中會吸水變質，同時其含有有毒成分，泄露在空氣中會對環境造成污染；電池在使用過程中會出現容量衰減、劣化等現象，為了提取問題電池中的電解液進行分析研究，需要將電池中的電解液分離出來，現有技術是對電池極片中的電解液進行簡單的抽取，由于電解液與正負極片呈現浸潤狀態，不易分離，簡單抽取其缺點是收集困難、收集量少，而且收集的電解液稀薄化，不均一，使得分析研究不準確；同時，廢舊電池的處理通常是將電池進行焚燒，殘留電解液會氣化排出，這一方面造成電解液的浪費，同時對環境造成一定的污染。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是為了克服目前的廢舊鋰離子電池處理不當不僅造成環境污染而且造成資源浪費的問題，提供了一種廢舊鋰離子電池的回收處理方法。通過該方法，可以將目前市場上所有的類似鋰離子電池進行回收利用，不僅避免了對環境的污染，而且優化了資源配置，促使資源的二次利用，節省了能源。
[0004]為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案:
一種廢舊鋰離子電池的回收處理方法，將外殼打開后的鋰離子電池在惰性氣體保護下，通過超高速離心法將電解液從鋰離子電池中分離并回收。
[0005]廢舊鋰離子電池內還保留有電解液，電解液容易對環境造成污染，如果能夠合理利用電解液，不僅能夠避免造成的環境污染，而且還能資源二次利用從而節省能源。本發明通過高速離心法將電解液與電池進行了固液分離，并對電解液進行了收集提取。
[0006]作為優選，具體包括以下步驟:
1)將收集到的廢舊鋰離子電池進行分類篩選，舍棄破損的不符合要求的殘次品；將殘次品集中在一起，氮氣保護下采用機械方式將電池沿中部切割成兩部分，收集電解液，然后將電池用溶劑進行清洗，將清洗液和收集到的電解液混合并過濾，去除雜質，采用萃取、精餾進行分離；
2)將篩選后的電池清理并采用乙醇清洗干凈，并在低溫下烘干；
3)烘干后的電池在惰性氣體保護下將外殼打開,使電池內的電解液流出，并進行收
集；4)將殘留有電解液的電池裝入密封的容器，在惰性氣體保護下，采用高速離心法將殘留電解液進行分離并回收；
5)采用有機溶劑對步驟4)得到的電池進行清洗，然后再次在惰性氣體保護下，采用高速離心法進行分離，并回收液體；
6)將步驟3)、4)和5)收集到的液體混合，得到廢舊鋰離子電池回收電解液。
[0007]由于電解液與水能夠發生反應變質，所以要嚴格控制含水量，避免電解液變質，同時低溫烘干也是為了避免電解液的變質。惰性氣體的保護為了避免電解液與氧氣的接觸導致變質。殘次品由于破損不能進行清洗，而且殘次品內參雜了更多的雜質，會降低電解液的品質，因此分開處理便于得到更合適的回收產品。
[0008]作為優選，超高速離心法所用離心機的機轉速為20000 r/min以上。轉速過低，不能夠產生足夠大離心力以促使電解液從電池中分離。
[0009]作為優選，所述步驟2)低溫下烘干的溫度為40_48°C。
[0010]作為優選，所述步驟3)外殼打開時打開的部位為電池的兩端端蓋。打開端蓋可以便于電解液從電池的一端流出，避免電池侵入過多的電池表面，造成污染面擴大。增加清理難度。
[0011]作為優選，還包括以下步驟:
1)將回收后的電解液過濾，將濾渣與電池的正極和負極一起，并在大于5倍以上三者重量總和的酸溶液中進行浸泡2_5h，浸泡后過濾，將兩次濾液混合；
2)在步驟I)混合后的兩次濾液內添加NaOH，并調節pH^ 9，過濾后得沉淀Μη(0Η)2、Co (OH) 2和Fe (OH) 3，然后在濾液中添加丁二酮肟得到丁二酮肟鎳沉淀，過濾后在濾液中添加碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀；將最后的濾液通過萃取、精餾進行分離。
[0012]作為優選，步驟I)所述的酸為濃硝酸、濃硫酸或濃鹽酸。
[0013]本發明與現有技術相比，有益效果是:1工藝簡單且高效，2清理比較干凈，3比較環保，避免了污染，4回收后的產品可以進行二次利用，5節省了成本，6投入資金比較小。
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體實施例對本發明的技術方案作進一步描述說明。
[0015]如果無特殊說明，本發明的實施例中所采用的原料均為本領域常用的原料，實施例中所采用的方法，均為本領域的常規方法。
[0016]實施例1:
廢舊鋰離子電池電解液的回收，收集廢舊鋰離子電池，具體操作為:
1)將收集到的廢舊鋰離子電池進行分類篩選，舍棄破損的不符合要求的殘次品；
2)將篩選后的電 池清理并采用乙醇清洗干凈，并在40°C低溫下烘干；；
3)烘干后的電池在惰性氣體保護下將外殼打開，打開的部位為電池的兩端端蓋，使電池內的電解液流出，并進行收集；
4)將殘留有電解液的電池裝入密封的容器，在惰性氣體保護下，采用高速離心法將殘留電解液進行分離并回收；離心機的機轉速為20000 r/min;
5)采用有機溶劑對步驟4)得到的電池進行清洗，然后再次在惰性氣體保護下，采用高速離心法進行分離，并回收液體； 6)將步驟3)、4)和5)收集到的液體混合，得到廢舊鋰離子電池回收電解液。
[0017]7)將回收后的電解液過濾，將濾渣與電池的正極和負極一起，并在7倍以上三者重量總和的酸溶液(濃硝酸)中進行浸泡5h，浸泡后過濾，將兩次濾液混合；
8)在步驟7)混合后的兩次濾液內添加NaOH，并調節pH > 9，為10.5，過濾后得沉淀Mn (OH)2Xo (OH) 2和Fe (OH) 3，然后在濾液中添加丁二酮肟得到丁二酮肟鎳沉淀，過濾后在濾液中添加碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀；將最后的濾液通過萃取、精餾進行分離。
[0018]將步驟I)的殘次品集中在一起，氮氣保護下采用機械方式將電池沿中部切割成兩部分,收集電解液,然后將電池用溶劑進行清洗,將清洗液和收集到的電解液混合并過濾，去除雜質，采用萃取、精餾進行分離。
[0019]實施例2:
廢舊鋰離子電池電解液的回收，收集廢舊鋰離子電池，具體操作為:
1)將收集到的廢舊鋰離子電池進行分類篩選，舍棄破損的不符合要求的殘次品；
2)將篩選后的電池清理并采用乙醇清洗干凈，并在48°C低溫下烘干；；
3)烘干后的電池在惰性氣體保護下將外殼打開，打開的部位為電池的兩端端蓋，使電池內的電解液流出，并進行收集；
4)將殘留有電解液的電池裝入密封的容器，在惰性氣體保護下，采用高速離心法將殘留電解液進行分離并回收；離心機的機轉速為21000 r/min;
5)采用有機溶劑對步驟4)得到的電池進行清洗，然后再次在惰性氣體保護下，采用高速離心法進行分離，并回收液體；
6)將步驟3)、4)和5)收集到的液體混合，得到廢舊鋰離子電池回收電解液。
[0020]7)將回收后的電解液過濾，將濾渣與電池的正極和負極一起，并在6倍以上三者重量的酸溶液(濃硫酸)中進行浸泡3h，浸泡后過濾，將兩次濾液混合；
8)在步驟7)混合后的兩次濾液內添加NaOH，并調節pH > 9，為9.5，過濾后得沉淀Mn (OH) 2、Co (OH) 2和Fe (OH) 3，然后在濾液中添加丁二酮肟得到丁二酮肟鎳沉淀，過濾后在濾液中添加碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀；將最后的濾液通過萃取、精餾進行分離。
[0021]將步驟I)的殘次品集中在一起，氮氣保護下采用機械方式將電池沿中部切割成兩部分,收集電解液,然后將電池用溶劑進行清洗,將清洗液和收集到的電解液混合并過濾，去除雜質，采用萃取、精餾進行分離。
[0022]實施例3:
廢舊鋰離子電池電解液的回收，收集廢舊鋰離子電池，具體操作為:
1)將收集到的廢舊鋰離子電池進行分類篩選，舍棄破損的不符合要求的殘次品；
2)將篩選后的電池清理并采用乙醇清洗干凈，并在45°C低溫下烘干；
3)烘干后的電池在惰性氣體保護下將外殼打開，打開的部位為電池的兩端端蓋，使電池內的電解液流出，并進行收集；
4)將殘留有電解液的電池裝入密封的容器，在惰性氣體保護下，采用高速離心法將殘留電解液進行分離并回收；離心機的機轉速為25000 r/min;
5)采用有機溶劑對步驟4)得到的電池進行清洗，然后再次在惰性氣體保護下，采用高速離心法進行分離，并回收液體；
6)將步驟3)、4)和5)收集到的液體混合，得到廢舊鋰離子電池回收電解液。[0023]7)將回收后的電解液過濾，將濾渣與電池的正極和負極一起，并在5倍三者重量的酸溶液(濃鹽酸)中進行浸泡2h，浸泡后過濾，將兩次濾液混合；
8)在步驟7)混合后的兩次濾液內添加NaOH，并調節pH > 9，pH為10，過濾后得沉淀Mn (OH) 2、Co (OH) 2和Fe (OH) 3，然后在濾液中添加丁二酮肟得到丁二酮肟鎳沉淀，過濾后在濾液中添加碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀；將最后的濾液通過萃取、精餾進行分離。
[0024]將步驟I)的殘次品集中在一起，氮氣保護下采用機械方式將電池沿中部切割成兩部分,收集電解液,然后將電池用溶劑進行清洗,將清洗液和收集到的電解液混合并過濾，去除雜質，采用萃取、精餾進行分離。
[0025]對通過本方法分離得到的產品均符合再次利用的基本要求。
【權利要求】
1.一種廢舊鋰離子電池的回收處理方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 1)將收集到的廢舊鋰離子電池進行分類篩選，舍棄破損的不符合要求的殘次品，將殘次品集中在一起，氮氣保護下采用機械方式將電池沿中部切割成兩部分，收集電解液，然后將電池用溶劑進行清洗，將清洗液和收集到的電解液混合并過濾，去除雜質，采用萃取、精餾進行分離； 2)將篩選后的電池清理并采用乙醇清洗干凈，并在低溫下烘干； 3)烘干后的電池在惰性氣體保護下將外殼打開,使電池內的電解液流出，并進行收集; 4)將殘留有電解液的電池裝入密封的容器，在惰性氣體保護下，采用高速離心法將殘留電解液進行分離并回收； 5)采用有機溶劑對步驟4)得到的電池進行清洗，然后再次在惰性氣體保護下，采用高速離心法進行分離，并回收液體； 6)將步驟3)、4)和5)收集到的液體混合，得到廢舊鋰離子電池回收電解液。
2.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池的回收處理方法，其特征在于，超高速離心法所用離心機的機轉速為20000 r/min以上。
3.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟2)低溫下烘干的溫度 為40-48°C。
4.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池的回收處理方法，其特征在于，所述步驟3)外殼打開時打開的部位為電池的兩端端蓋。
5.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池的回收處理方法，其特征在于，還包括以下步驟: 1)將回收后的電解液過濾，將濾渣與電池的正極和負極一起，并在大于5倍以上三者重量總和的酸溶液中進行浸泡2-5h，浸泡后過濾，將兩次濾液混合； 2)在步驟I)混合后的兩次濾液內添加NaOH，并調節pH^ 9，過濾后得沉淀Mn(0H)2、Co (OH) 2和Fe (OH) 3，然后在濾液中添加丁二酮肟得到丁二酮肟鎳沉淀，過濾后在濾液中添加碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀；將最后的濾液通過萃取、精餾進行分離。
6.根據權利要求5所述的廢舊鋰離子電池的回收處理方法，其特征在于，步驟I)所述的酸為濃硝酸、濃硫酸或濃鹽酸。
【文檔編號】H01M10/54GK104009269SQ201310658972
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】潘美姿, 馬偉華, 劉旭, 顏雪冬 申請人:寧波維科電池股份有限公司