[發明專利]廢舊鋰離子電池電解液的二氧化碳亞臨界萃取回收再利用方法

有效

• 申請號: 201511029669.4
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105406146B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 戴長松;穆德穎;劉元龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

廢舊鋰離子電池電解液的二氧化碳亞臨界萃取回收再利用方法，涉及固體廢物回收再利用領域。廢舊鋰離子電池電解液的二氧化碳亞臨界萃取回收再利用方法是通過以下步驟實現的：將廢舊鋰離子電池充分放電后拆卸，除去外殼、正負極端子、密封圈及蓋板；將電解液、帶有正負極材料的集流體及隔膜全部轉移入超臨界萃取裝置中；調整超臨界二氧化碳流體的溫度、壓力、萃取時間和流量，然后進行有機溶劑及添加劑的萃取；將得到的溶劑進行成分分析，按照分析結果補充電解質鹽、有機溶劑及添加劑，調節配比制成不同功能電解液。本發明有效防止熱敏性物質的降解和逸散；操作參數易于控制，萃取、分離和回收一體，省去了繁復的后期處理程序，資源利用率更高。

技術領域

本發明涉及固體廢物回收再利用領域，具體涉及廢舊鋰離子電池電解液回收再利用領域。

背景技術

鋰離子電池在消費類電子產品和電動汽車上的應用經歷了跳躍式發展，從2000到2010的10年間，鋰離子電池的年產量以800％的速度增長。預計到2020年廢舊鋰離子電池將超過250億只，總計約50萬噸。鋰離子電池在其生命周期結束后將被廢棄，如若相關政策缺位或有效處理技術缺失，可以預見，全球將面臨從電子天堂變成電子地獄的窘境。鋰離子電池的回收利用不僅降低能源的消耗，還能緩解稀有資源短缺的壓力，消除有毒化合物的污染，保證電子產業和電動汽車行業的可持續發展。作為鋰離子電池供應和消費大國，對于鋰離子電池生產，消費和回收過程中的經濟、社會、資源和環境等問題要做好充分的準備。

在眾多的廢舊鋰離子電池回收利用技術中，都將電池中的金屬作為回收再利用的目標，而對原料價格較低，回收困難但容易造成大氣，水體污染的其他成分，如電解液的回收利用忽略不計或以簡單的高溫煅燒后排入大氣的形式處理。作為離子在電極之間轉移的通道，電解液起到媒介的作用，使離子從一個電極擴散到另一個電極，同時將化學能轉化為電能；為使電解液的潛力達到最大化，往往經常使用添加劑。這些有機成分及有機添加劑，含有有毒成分且易揮發，暴露在空氣中對人體呼吸道有毒害作用，并對環境造成污染。在對鋰離子電池回收過程中，有必要對電解液進行無害化處理，而回收和再利用電解液中的有機溶劑及添加劑，既能節約成本優化資源配置，又能保護環境。

發明內容

本發明為了解決傳統有機溶解萃取的二次污染和溶劑分離的問題，提出了一種廢舊鋰離子電池電解液的二氧化碳亞臨界萃取回收再利用方法。

廢舊鋰離子電池電解液的二氧化碳亞臨界萃取回收再利用方法是通過以下步驟實現的：

步驟一、將廢舊鋰離子電池充分放電后拆卸，除去外殼、正負極端子、密封圈及蓋板；

步驟二、將電解液、帶有正負極材料的集流體及隔膜全部轉移入超臨界萃取裝置中；

步驟三、調整超臨界二氧化碳流體的溫度、壓力、萃取時間和流量，然后進行有機溶劑及添加劑的萃取；

步驟四、將得到的溶劑進行成分分析，按照分析結果補充電解質鹽、有機溶劑及添加劑，調節配比制成不同功能電解液。

有益效果：本發明提出了一種廢舊鋰離子電池電解液的二氧化碳亞臨界萃取回收再利用方法，利用超臨界流體具有高效潔凈分離的優點，避免了真空高溫熱解生成的醚類和醛類物質對回收組分和環境造成的污染，本發明工藝的操作溫度和壓力條件溫和，有效防止熱敏性物質的降解和逸散；本發明操作參數易于控制，萃取、分離和回收一體，省去了繁復的后期處理程序，資源利用率更高，有利于規模化應用。

附圖說明

圖1為本發明所述的廢舊鋰離子電池電解液的二氧化碳亞臨界萃取回收再利用方法的流程圖；

圖2為采用本發明所述方法，在同一溫度，不同壓力條件下，電解液回收率隨時間的變化曲線圖；

圖3為采用本發明所述方法，在同一壓力，不同溫度條件下，電解液回收率隨時間的變化曲線圖。

具體實施方式