[发明专利]处理铝-空气电池废电解液的方法

说明书

本发明公开了处理铝‑空气电池废电解液的方法。该方法包括：(1)将铝‑空气电池废电解液与镁源混合并进行反应，得到含有氢氧根型镁铝水滑石的混合液；(2)对所述混合液进行固液分离处理，得到所述氢氧根型镁铝水滑石和滤液；(3)向所述滤液中加入碱，得到再生碱液。该方法利用镁源与废电解液中的铝反应制备氢氧根型镁铝水滑石，反应中不向液相引入碳酸根离子，所得再生碱液可以作为铝‑空气电池电解液回收利用，极大地降低铝‑空气电池的生产成本。另外，该方法制备得到的氢氧根型镁铝水滑石杂质含量低、晶型易控制，且涉及的生产设备操作简单、生产成本较低、节能环保，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及铝-空气电池领域，具体而言，本发明涉及处理铝-空气电池废电解液的方法。

背景技术

铝-空气电池的比能量高，安全环保，原材料丰富，在备用电源、电动汽车、通讯设备等方面具有广阔的发展前景。铝-空气电池的正极以氧气作为活性物质，负极是高能量密度的高纯铝或铝合金，电解液是3～7mol/L氢氧化钾或氢氧化钠溶液的碱性体系。在放电过程中，阴极上氧气被还原生成OH^-，铝阳极被氧化溶解与OH^-发生反应，生成Al(OH)₄^-。当Al(OH)₄^-在电解液中达到一定浓度时会析出氢氧化铝，同时大量Al(OH)₄^-会严重影响电解液的寿命粘度和导电率，导致电池的性能衰减。一般，电池性能衰减到一定程度电解液变成废电解液后，采取更换新鲜电解液的方式使铝-空气电池达到最佳放电状态。但更换下来的废电解液中含有大量氢氧化钾或氢氧化钠等碱性物质，将碱性物质分离回收利用较为困难。因此，需要寻找一种使铝-空气电池的废电解液碱性物质与Al(OH)₄^-分离的方法。

公开号CN110540221A的专利公开提出一种以铝-空气电池的废电解质浆料制备镁铝水滑石的方法。该方法在电解质浆料中添加镁源和投入二氧化碳气体，经反应得到碳酸根型镁铝水滑石。该方法虽然得到了镁铝水滑石，但滤液中含有大量碳酸根离子，其易形成碳酸盐或碳酸氢盐。而碱性电解液碳酸化对铝-空气电池电化学性能的影响较大，导致得到的滤液无法作为电解液回收利用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出处理铝-空气电池废电解液的方法。该方法利用铝-空气电池废电解液制备氢氧根型镁铝水滑石，反应中不向液相引入碳酸根离子，所得再生碱液可以作为铝-空气电池电解液回收利用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理铝-空气电池废电解液的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将铝-空气电池废电解液与镁源混合并进行反应，得到含有氢氧根型镁铝水滑石的混合液；(2)对所述混合液进行固液分离处理，得到所述氢氧根型镁铝水滑石和滤液；(3)向所述滤液中加入碱，得到再生碱液。

根据本发明上述实施例的处理铝-空气电池废电解液的方法，利用镁源与废电解液中的铝反应制备氢氧根型镁铝水滑石，反应中不向液相引入碳酸根离子，所得再生碱液可以作为铝-空气电池电解液回收利用，极大地降低铝-空气电池的生产成本。另外，该方法制备得到的氢氧根型镁铝水滑石杂质含量低、晶型易控制，且涉及的生产设备操作简单、生产成本较低、节能环保，易于实现工业化生产。

另外，根据本发明上述实施例的处理铝-空气电池废电解液的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述镁源的用量与所述铝-空气电池废电解液中铝含量的摩尔比为(2.5～3.5):1。

在本发明的一些实施例中，所述镁源选自氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，通过将所述镁源投入所述铝-空气电池废电解液的方式，或者双滴法，将铝-空气电池废电解液与镁源混合并进行反应。