[发明专利]包含流体电解质的电池的再生方法及再生装置

说明书

本发明提供一种包含流体电解质的电池的再生方法及再生装置，所述的方法包括：移除电池的封装外壳露出电池的核心结构；将核心结构浸泡于一种适合用于去除固体电解质介面膜(SEI)的功能性电解液，用以去除形成在活性材料的表面的固体电解质介面膜；在浸泡期间检测功能性电解液的离子浓度和导电率；再依据检测的结果在功能性电解液中添加合适的其它功能性电解液，用于调整浸泡有核心结构的功能性电解液的浓度和导电率直至符合正常的电池使用的范围，或是核心结构的电容量达到正常电容量即可复原核心结构，以及重新封装核心结构成为再生的电池。

技术领域

本发明涉及一种电化学储能组件的再生方法及再生装置，特别是一种包含流体电解质的电池的再生方法及再生装置。

背景技术

锂电池、锂离子电池以及高性能锂离子电容器是电化学储能的主流，锂电池制造成本的逐年下降促进了储能产业的快速发展，在多种应用领域都具有经济性的竞争优势。以锂离子电池为核心的储能系统是电动汽车的关键动力系统。随着电动汽车在世界范围内的广泛普及，储能系统的回收将成为急待解决的问题。

不幸的是，回收这些废旧锂电池的方法很少，常见的方法包括：机械处理(machanical processes)，火法工艺(pyrometallurgical processes，简称PP)和湿法工艺(hydrometallurgy processes，简称HP)。机械工艺基本上是采用物理方式通过粉碎、收集和分类的步骤回收废旧锂电池的物料，包括磁选，空气弹道分离和筛分。火法工艺使用高温回收材料，包括热解，冶炼，蒸馏和精炼。但是，锂和有机化合物不能通过使用这种方法来回收。湿法工艺通常需要竹先进行机械处理，粉碎后的物料使用酸或碱来浸出溶液，然后纯化提取。已知关于废旧锂电池的回收技术，简单介绍如下。

在已公开的美国发明专利US8557412B2，提出了一种分离正极活性物质和硫化物固体电解质材料，并且可以回收在正极活性物质和硫化物固体电解质材料中含有的锂的电池部件的处理方法。所述处理方法的特征在于，包含以下工序：接触工序：通过使所述电池部件和处理液接触，从而在产生硫化氢的同时，使所述硫化物固体电解质材料中含有的锂溶解在所述处理液中；正极活性物质回收工序：从溶解有所述锂的处理液中回收作为不溶成分的所述正极活性物质；锂化合物回收工序：从作为所述不溶成分的正极活性物质被回收走了的处理液中回收锂化合物。

在已公开的美国发明专利US20130302226A1，提出了一种用于回收锂离子电池的方法和设备，将来自废弃锂离子电池的阴极材料溶解在用于提取有用元素Co(钴)，Ni(镍)，Mn(锰)，Li(锂)和Fe(铁)的溶液中以生产用于新电池的活性阴极材料。

在已公开的美国发明专利US8728419B1，提出了一种碱性电池回收处理技术，本发明涉及从湿法粉碎的金属套碱性干电池中回收二氧化锰，氢氧化锌/氧化物和钢。还有一种回收可直接用于碱性干电池电极的钢和高纯二氧化锰的方法。

在已公开的美国发明专利US20160043450A1，提出了一种回收锂离子电池的正极材料的方法的示例。在一个示例中，正极材料在浓氢氧化锂溶液中在压力下被加热。加热之后，正极材料从浓氢氧化锂溶液中分离出来。分离之后，在碱性溶液中漂洗所述正极材料。漂洗之后，将所述正极材料干燥和烧结。

前述已知的专利技术基本上是一种包含物理或化学反应的再循环和复原过程。物理过程例如废旧锂电池硬件部分的碎裂。化学过程如使用碱和酸性药剂溶解废旧锂电池内部材料如粉末材料。物理和化学过程都是破坏原有的电池模块，并且由于它涉及太多的能量而造成废物回收的环境负担。此外，这些过程需要很多步骤才能完成最终的回收物料。可以理解的是，废旧锂电池拆解技术在拆解过程中会产生废气、废液和废渣等污染，可能造成生态环境隐患，甚至危及健康，不进行回收和处理又将浪费资源。实务上发现，锂电池的回收成本非常之高，例如回收过程消耗的能源成本和时间成本都可能造成回收成本高于回收获得的物料的价值。

发明内容