[发明专利]一种废旧锂离子电池电解液回收工艺

说明书

本发明公开了一种废旧锂离子电池电解液回收工艺，包括：S01：将废旧锂电池干燥后进行拆解；S02：将拆解后的正极极片、负极极片和隔膜进行冷冻至液态成分无法流动，然后分别粉碎正极极片、负极极片和隔膜；S03：将粉碎后的正极极片、负极极片和隔膜分别投入有机溶剂中，浸泡后进行离心分离得到固体组分和滤液；S04：将滤液过滤得到纯滤液；S05：将纯滤液分别进行减压蒸馏得到有机溶剂和浓缩滤液；S06：将浓缩滤液制成新锂电池电解液。本发明中提供的废旧锂离子电池电解液的回收工艺不仅大大降低了锂离子电池回收过程中对环境的污染、降低了回收成本，而且对废旧锂离子电池中的电解液实现了高效回收的目的，尤其适合大规模化进行回收处理。

技术领域

本发明属于锂离子电池回收利用领域，具体涉及一种废旧锂离子电池电解液的回收工艺。

背景技术

锂离子电池因其成本低、安全性能好、寿命长、比能量高、无记忆效应、环境友好等显著优点，而被广泛的应用于电子、交通、储能、航天等领域。预计未来数年内，在锂离子电池使用寿命结束后将会产生大量的废旧电池。对于报废的或已经梯次利用过的废旧动力电池，已不具有使用价值，但这些电池中还含有大量的电解液，以及有色金属(铝箔，铜箔)和有价材料(正负极材料)，如果不处理或处理不好，不但会污染环境，而且还会造成资源浪费。目前我国电池的回收率不足2%，这是因为电池是一个复杂的化学体系，电池循环利用并不是一件简单的事情，加之不同厂家的锂电池材料和配方等各不相同，从废旧锂电池中直接回收正极材料、负极材料、电解液、隔膜等高附加值的中间品商业化难度很大。很多学者都在致力于从废旧锂离子电池正极电极材料上回收金属资源的研究。但是，对电解液的回收研究工作还寥寥无几，现有技术中并未存在有效的对废旧锂离子电池内电解液进行回收的工艺方法。

废旧锂电池的电解液中含有电解质六氟磷酸锂、有机溶剂和添加剂，而六氟磷酸锂易与水反应产生氟化氢气体，氟化氢气体有毒且腐蚀性很大；同时电解液中的有机溶剂容易挥发，闪点低，易燃烧。在电池拆解回收的过程中易引起燃烧、爆炸等安全性问题，且在回收中产生的烟气或废水对环境的污染性很大。废旧锂电池电解液回收的难点在于：

（1）电解液的分离问题。废旧锂电池中的电解液并不是像制备锂电池中的注液过程的逆操作进行简单的抽取就能达到目的。废旧锂电池中的电解液在电池电芯中往往已经与正负极片呈现浸润状态，难以分离。

（2）利用直接抽取的工艺进行电解液回收不仅操作困难、收集量少，而且收集到的电解液不均一，无法进行批量处理。

（3）现有技术中对残留的废旧锂电池材料进行的是焚烧处理，残留电解液往往气化排出，不仅造成电解液的浪费，而且造成严重的环境污染。

另外，目前现有的技术大多都是将电解液有机溶剂与电解质（六氟磷酸锂）各种组分分离。如申请号为201110427431.2的发明专利公开了一种回收锂离子电池电解液的方法，是将电池中的电解液倒出，然后经过精馏回收有机溶剂，添加氟化氢后结晶回收六氟磷酸锂。实际上从电池中几乎倒不出电解液，绝大部分电解液都吸附在正负极和隔膜上，使得该方法没有实际意义。又如，CN201310562566.9公开的一种废旧锂电池电解液及电解液废水的处理方法提到，在对电解液进行真空精馏得到有机溶剂，在对剩余固体成分（主要为六氟磷酸锂）进行处理时添加硫酸氢钾，并经过500度煅烧5小时。这不仅引入了额外杂质还造成了极大的能源消耗，减少了其实际应用性。再如，CN201610654668.7公开的一种废旧锂离子电池中六氟磷酸锂回收方法，通过向溶出液中通入HF经蒸馏获得六氟磷酸锂。本方法利用HF会造成成本增加，而且会引起环境污染。所获得的六氟磷酸锂也不能保证纯度。