[發明專利]包含流體電解質的電池的再生方法及再生裝置

在審

• 申請號: 201810840129.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN110767953A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 沈曉萱;張國興;賴中平
• 申請（專利權）人: BGT材料有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M10/42
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 王寶筠

本發明提供一種包含流體電解質的電池的再生方法及再生裝置，所述的方法包括：移除電池的封裝外殼露出電池的核心結構；將核心結構浸泡于一種適合用于去除固體電解質介面膜(SEI)的功能性電解液，用以去除形成在活性材料的表面的固體電解質介面膜；在浸泡期間檢測功能性電解液的離子濃度和導電率；再依據檢測的結果在功能性電解液中添加合適的其它功能性電解液，用于調整浸泡有核心結構的功能性電解液的濃度和導電率直至符合正常的電池使用的范圍，或是核心結構的電容量達到正常電容量即可復原核心結構，以及重新封裝核心結構成為再生的電池。

技術領域

本發明涉及一種電化學儲能組件的再生方法及再生裝置，特別是一種包含流體電解質的電池的再生方法及再生裝置。

背景技術

鋰電池、鋰離子電池以及高性能鋰離子電容器是電化學儲能的主流，鋰電池制造成本的逐年下降促進了儲能產業的快速發展，在多種應用領域都具有經濟性的競爭優勢。以鋰離子電池為核心的儲能系統是電動汽車的關鍵動力系統。隨著電動汽車在世界范圍內的廣泛普及，儲能系統的回收將成為急待解決的問題。

不幸的是，回收這些廢舊鋰電池的方法很少，常見的方法包括：機械處理(machanical processes)，火法工藝(pyrometallurgical processes，簡稱PP)和濕法工藝(hydrometallurgy processes，簡稱HP)。機械工藝基本上是采用物理方式通過粉碎、收集和分類的步驟回收廢舊鋰電池的物料，包括磁選，空氣彈道分離和篩分。火法工藝使用高溫回收材料，包括熱解，冶煉，蒸餾和精煉。但是，鋰和有機化合物不能通過使用這種方法來回收。濕法工藝通常需要竹先進行機械處理，粉碎后的物料使用酸或堿來浸出溶液，然后純化提取。已知關于廢舊鋰電池的回收技術，簡單介紹如下。

在已公開的美國發明專利US8557412B2，提出了一種分離正極活性物質和硫化物固體電解質材料，并且可以回收在正極活性物質和硫化物固體電解質材料中含有的鋰的電池部件的處理方法。所述處理方法的特征在于，包含以下工序：接觸工序：通過使所述電池部件和處理液接觸，從而在產生硫化氫的同時，使所述硫化物固體電解質材料中含有的鋰溶解在所述處理液中；正極活性物質回收工序：從溶解有所述鋰的處理液中回收作為不溶成分的所述正極活性物質；鋰化合物回收工序：從作為所述不溶成分的正極活性物質被回收走了的處理液中回收鋰化合物。

在已公開的美國發明專利US20130302226A1，提出了一種用于回收鋰離子電池的方法和設備，將來自廢棄鋰離子電池的陰極材料溶解在用于提取有用元素Co(鈷)，Ni(鎳)，Mn(錳)，Li(鋰)和Fe(鐵)的溶液中以生產用于新電池的活性陰極材料。

在已公開的美國發明專利US8728419B1，提出了一種堿性電池回收處理技術，本發明涉及從濕法粉碎的金屬套堿性干電池中回收二氧化錳，氫氧化鋅/氧化物和鋼。還有一種回收可直接用于堿性干電池電極的鋼和高純二氧化錳的方法。

在已公開的美國發明專利US20160043450A1，提出了一種回收鋰離子電池的正極材料的方法的示例。在一個示例中，正極材料在濃氫氧化鋰溶液中在壓力下被加熱。加熱之后，正極材料從濃氫氧化鋰溶液中分離出來。分離之后，在堿性溶液中漂洗所述正極材料。漂洗之后，將所述正極材料干燥和燒結。

前述已知的專利技術基本上是一種包含物理或化學反應的再循環和復原過程。物理過程例如廢舊鋰電池硬件部分的碎裂。化學過程如使用堿和酸性藥劑溶解廢舊鋰電池內部材料如粉末材料。物理和化學過程都是破壞原有的電池模塊，并且由于它涉及太多的能量而造成廢物回收的環境負擔。此外，這些過程需要很多步驟才能完成最終的回收物料。可以理解的是，廢舊鋰電池拆解技術在拆解過程中會產生廢氣、廢液和廢渣等污染，可能造成生態環境隱患，甚至危及健康，不進行回收和處理又將浪費資源。實務上發現，鋰電池的回收成本非常之高，例如回收過程消耗的能源成本和時間成本都可能造成回收成本高于回收獲得的物料的價值。

發明內容