[發明專利]一種固態電池材料的回收方法

有效

• 申請號: 202110588774.0
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113314777B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 郭玉國;常昕;孟慶海;范敏;殷雅俠
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種固態電池材料的回收方法，其特征在于，所述回收方法包括如下步驟：

1）將廢舊固態電池放電后拆解，粉碎；

2）配制第一浸出溶液，將電池材料投入第一浸出溶液反應，得到濾液一和濾渣一，根據溶解性的不同自濾液一和濾渣一中回收氧化物固體電解質中的一種或多種金屬元素；所述第一浸出溶液是有機酸和醇的低共熔溶劑；所述第一浸出溶液中醇與有機酸的摩爾比為2-4：1；電池中的固體電解質與第一浸出溶液的質量比為1：5~20；所述有機酸為順丁烯二酸，所述醇為乙二醇、丙三醇、丁二醇中的一種或多種；電池材料在第一浸出溶液中的反應溫度在30~100℃，第一浸出溶液的粘度在10~5000cp；

3）配制第二浸出溶液，從濾渣一分選出的正極材料投入第二浸出溶液反應，得到濾液二和濾渣二；所述第二浸出溶液是包括酸性氫鍵供體和氫鍵受體的酸性低共熔溶劑；所述酸性氫鍵供體和氫鍵受體的摩爾比為1-6：1；正極材料中活性組分與第二浸出溶液的質量比為1：5~30；所述酸性氫鍵供體選自苯甲酸，乙酸，己二酸，丙二酸，草酸，順丁烯二酸，反丁烯二酸，琥珀酸，檸檬酸，苯乙酸，對甲苯磺酸，對羥基苯甲酸，丁二酸，乙酰丙酸，咖啡酸中一種或多種；所述氫鍵受體選自氯化膽堿，溴化膽堿，氟化膽堿，乙基氯化銨，四甲基氯化銨，四丁基氯化銨，甲基三苯基溴化膦，N,N-二乙基-2-羥基乙烷-1-氯化銨的一種或多種；

4）自濾液二和濾渣二中回收正極材料中的一種或多種金屬元素；

步驟2）自濾液一中回收氧化物固體電解質材料中的一種或多種金屬元素，步驟4）自濾液二中回收正極材料中的一種或多種金屬元素，是包括向稀釋后的濾液一或濾液二中加入沉淀劑進行沉淀以及純化過程；所述沉淀劑包括飽和碳酸鹽、草酸鹽或氫氧化鋰；所述純化包括重結晶，高溫煅燒；

所述廢舊固態電池中氧化物固體電解質選自Li₅La₃M₂O₁₂，其中M=Ta、Nb，Li₇La₃Zr₂O₁₂中的一種或多種；所述廢舊固態電池中正極材料選自LiNi_xCo_yMn_zO₂、LiNi_xCo_yAl_zO₂、LiCoMnO₄、Li₂NiMn₃O₈、LiNi_0.5Mn_1.5O₄中的一種或多種，x+y+z=1。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，第一浸出溶液的粘度在400-1000cp。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2）電池材料在第一浸出溶液中反應時間為2h-10h，攪拌速率為200-500rpm，電池中的固體電解質與第一浸出溶液的質量比為1：10-20。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3）正極材料在第二浸出溶液中的反應溫度為80-200℃，反應時間為6h-24h，其中正極材料中活性組分與第二浸出溶液的質量比為1：5-20。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟3）正極材料在第二浸出溶液中的反應溫度為100-150℃，反應時間為6h-12h。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1）中所述廢舊固態電池的粉碎是指電池材料的粒徑≤10mm。