[發(fā)明專利]一種廢舊鋰離子電池的放電方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810370965.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN110391474B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣良興;楊健;劉芳洋;賴延清;李劼;楊凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

本發(fā)明屬于廢舊鋰離子電池回收領(lǐng)域，具體公開了一種廢舊鋰離子電池高效清潔的放電方法，將廢舊鋰離子電池的電池組或者經(jīng)拆解后得到的電池單體置于溶解有還原性鹽的溶液(鹽溶液)中放電；所述的還原性鹽在水溶液中優(yōu)先于OH?放電。所述的還原性鹽為可水溶的硫化鹽和/或硫氫化鹽。本發(fā)明通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明所述的鹽溶液中進(jìn)行放電，通過(guò)氧化還原方法，實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池殘留電量的放電。通過(guò)本發(fā)明方法，可實(shí)現(xiàn)高效放電，不僅放電時(shí)間明顯縮短，還有助于達(dá)到徹底放電(放電至0V)，相比于現(xiàn)有方法僅能達(dá)到0.7V的放電方法，具有明顯優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢舊鋰離子電池回收領(lǐng)域，特別涉及到廢舊鋰離子電池的高效清潔放電，屬?gòu)U舊鋰離子電池回收領(lǐng)域方面。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代化科技的高速發(fā)展，社會(huì)能源與環(huán)境生態(tài)污染問題日益突出，各種廢棄電池對(duì)環(huán)境及生態(tài)的污染問題己經(jīng)成了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。而鎳鈷錳酸鋰離子電池由于容量高、循環(huán)性能穩(wěn)定、工作平臺(tái)電壓高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池，而動(dòng)力和儲(chǔ)能電池對(duì)電池材料的需求通常大于常規(guī)的小型電池。因此，在未來(lái)3-5年內(nèi)，將有大量的廢舊鋰離子電池報(bào)廢，對(duì)其進(jìn)行回收具有很高的社會(huì)價(jià)值。

然而，廢舊鋰離子電池仍殘留相當(dāng)部分的電壓，為了確保人員和設(shè)備安全必須進(jìn)行放電操作使殘留電壓將至安全范圍以內(nèi)。目前國(guó)內(nèi)尚沒有單獨(dú)對(duì)廢舊鋰離子電池放電研究的報(bào)道，廢舊鋰離子電池的回收關(guān)注點(diǎn)主要集中在后段產(chǎn)品回收上，對(duì)前段放電處理關(guān)注度較少，普遍采用5-10％的NaCl溶液進(jìn)行放電操作。如中國(guó)專利CN 106558739 A公布的“基于廢舊手機(jī)中鋰離子電池高效回收分離工藝”中提及在電池破碎拆解前要進(jìn)行放電操作，利用10％的NaCl鹽溶液浸泡48h至電池殘留電壓達(dá)到安全拆解的要求。采用5-10％的NaCl鹽溶液進(jìn)行電池放電操作可使廢舊電池殘留電壓達(dá)到安全拆解的要求，但放電速率較慢，一般要浸泡24h以上使殘留電壓將至1V以下，且會(huì)引入難以去除的氯離子進(jìn)入到浸出液中對(duì)后續(xù)的除雜凈化和產(chǎn)品回收階段帶來(lái)影響。又如中國(guó)專利CN 104538695 A公布的“廢鎳鈷錳酸鋰電池中回收金屬并制備鎳鈷錳酸鋰的方法”，在電池破碎拆解前利用0.1-1mol/L的NaOH溶液在室溫下對(duì)電池進(jìn)行1-3h的放電操作，OH^-在水溶液中比Cl^-更難放電，采用NaOH溶液勢(shì)必會(huì)降低電池的放電速率以及放電效果，且在處理軟包電池時(shí)NaOH會(huì)對(duì)鋁殼造成腐蝕導(dǎo)致電解液的泄露污染水質(zhì)。

綜上，現(xiàn)有鋰離子回收放電過(guò)程中，還普遍存在放電時(shí)間長(zhǎng)(通常需要24h以上)，且放電效果不理想，僅能放電至0.7V左右，且處理過(guò)程中，容易腐蝕電池組，導(dǎo)致劇毒的電解液泄露至放電體系中，對(duì)人員以及環(huán)境安全極為不利。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有鋰離子電池回收的放電方法存在的放電時(shí)間長(zhǎng)、放電效果不理想等技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池高效清潔的放電方法，旨在在縮短放電時(shí)間的同時(shí)，改善放電效果。

一種廢舊鋰離子電池的放電方法，將廢舊鋰離子電池的電池組或者經(jīng)拆解得到的電池單體置于溶解有還原性鹽的溶液(本發(fā)明也稱為鹽溶液)中放電；

所述的還原性鹽在水溶液中優(yōu)先于OH-放電。

本發(fā)明通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明所述的鹽溶液中進(jìn)行放電，通過(guò)氧化還原方法，實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池殘留電量的放電。通過(guò)本發(fā)明方法，可實(shí)現(xiàn)高效放電，研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法不僅放電時(shí)間明顯縮短，還有助于達(dá)到徹底放電(放電至0V)，相比于現(xiàn)有方法僅能達(dá)到0.7V的放電效果，具有明顯優(yōu)勢(shì)。此外，本發(fā)明方法不會(huì)腐蝕電池組(或電池單體)器件，放電過(guò)程中不會(huì)使劇毒的電解液(例如羧酸甲酯類)泄露，不會(huì)對(duì)人員以及環(huán)境造成不利影響，本發(fā)明方法真正實(shí)現(xiàn)了高效、清潔地使廢舊鋰離子電池的放電，利于工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。

本發(fā)明技術(shù)方案，所述的還原性在水溶液中的活性優(yōu)先于OH-是必要的。作為優(yōu)選，所述的還原性鹽為可水溶的硫化鹽和/或硫氫化鹽。