(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局
(12)發(fā)明專利申請
(10)申請公布號CN 115036602 A
(43)申請公布日2022.09.09
(21)申請?zhí)?02210594861.1
(22)申請日2022.05.27
(71)申請人吳雄偉
地址410125湖南省長沙市芙蓉區(qū)農(nóng)大路1號湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)十五教417
(72)發(fā)明人吳雄偉
(74)專利代理機構(gòu) 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11535專利代理師謝怡婷
(51)Int.Cl.
HO1M 10/54(2006.01)
(54)發(fā)明名稱
一種廢舊鋰離子電池電解液的回收方法及回收系統(tǒng)
(57)摘要
本發(fā)明公開了一種廢舊鋰離子電池電解液回收方法及回收系統(tǒng)，所述方法包括：在惰性氛圍下，在電芯上開設(shè)開孔，抽出電解液，使電芯內(nèi)部為負壓，再注入洗脫溶劑，一段時間后，抽取洗脫液，回收電解液。本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池電解液的回收方法和回收系統(tǒng)，無需拆解電池，無電解液溶劑揮發(fā)，安全環(huán)保，且電解液洗脫率最高可以達到97%。電池拆解破碎前，進行電解液洗脫回收，有利于提高后段電池帶電拆解破碎的安全性，減少溶劑揮發(fā)和HF、PF?等污染物的產(chǎn)生，降低污染處理成本。
權(quán)利要求書1頁  說明書4頁  附圖1頁
電芯
打孔系統(tǒng)
洗脫罐
真空系統(tǒng)
注液系統(tǒng)
CN 115036602 A
CN 115036602 A
權(quán)  利  要  求  書
1.一種廢舊鋰離子電池電解液的回收方法，其特征在于，所述方法包括：
在惰性氛圍下，在電芯上開設(shè)開孔，抽出電解液，使電芯內(nèi)部為負壓，再注入洗脫溶劑，一段時間后，抽取洗脫液，回收電解液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，惰性氛圍下，水含量控制1000ppm以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，所述開孔為注液孔，或者在電芯注液孔上開設(shè)開孔，或者從電芯的兩側(cè)開設(shè)開孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述負壓為-500～0kPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗脫溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸異丙酯中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一段時間為1～60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗脫液包括洗脫溶劑和電解液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，用于所述廢舊鋰離子電池電解液的回收方法的回收系統(tǒng)，所述回收系統(tǒng)包括打孔系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和注液系統(tǒng)；
所述打孔系統(tǒng)用于在電芯上開設(shè)開孔；所述真空系統(tǒng)用于抽取電解液和/或洗脫溶劑；所述注液系統(tǒng)用于注入洗脫溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述回收系統(tǒng)還包括洗脫罐，用于回收洗脫液。
說  明  書
一種廢舊鋰離子電池電解液的回收方法及回收系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]  本發(fā)明涉及廢舊鋰電池回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廢舊鋰離子電池電解液的回收方法及回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)
[0002]  鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼、無人機、二輪車、電動汽車等領(lǐng)域。退役電池回收兼具環(huán)保和經(jīng)濟性，有著保障我國資源安全的重要意義。
[0003]  鋰離子電池的主要構(gòu)成包括正極、負極、集流體、隔膜、電解液、外殼，鋰離子電池組分中許多都是值得回收的有價成分，目前對外殼、正極材料、負極材料、集流體的回收在國內(nèi)外都有了一定的研究，該類材料的回收方法相對簡單環(huán)保安全，回收的過程也多種多樣，但對于電解液部分，由于其組分復(fù)雜，回收的方法比較有限。鋰離子電池的電解液具有一定的揮發(fā)性，并且在電池的回收拆解過程中，暴露在空氣中的電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰分解產(chǎn)生的HF,PF;等氣體對人體和環(huán)境具有危害性。而目前針對廢舊電池中的電解液大多數(shù)都是采用直接進行火法處理的方式，沒有進行有效的回收再利用。
[0004]  現(xiàn)有技術(shù)中對廢舊鋰電池電解液的回收方法大致有以下幾種，如專利CN104600392A公開了一種廢舊鋰離子電池電解液回收方法，其將電池拆解后的電芯進行離心，固液分離，然后再利用有機溶劑洗滌，采用有機溶劑萃取的方式將鋰鹽從正負極活性材料中溶解出來。專利CN110203949A公開了采用減壓蒸餾的方法，將廢舊電解液進行減壓蒸餾，逐一分離各個組分，從而達到回收電解液的方法。但無論是離心洗滌還是減壓蒸餾，都會涉及到回收率低和能量輸入的問題。此外，專利CN109037828A公開了采用超臨界二氧化碳配合夾帶劑對電芯進行“洗滌”,利用超臨界二氧化碳的溶解和分離特性，通過調(diào)整溫度和壓力，將電解液和鋰鹽分步回收，此種回收方式，簡單且高效，同時會避免由于高溫引起電解液溶劑的揮發(fā)和電解質(zhì)的分解，然而該種方式引入了新的雜質(zhì)夾帶劑，使得后續(xù)去除難度增大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
[0005]  為了改善上述技術(shù)問題，本發(fā)提供一種廢舊鋰離子電池電解液的回收方法和回收系統(tǒng)，本發(fā)明方法能夠通過簡單的工藝回收電解液，且各步驟操作簡捷，合理易行，成本低廉，環(huán)境友好，能夠工業(yè)化。
[0006]  本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0007]  一種廢舊鋰離子電池電解液的回收方法，所述方法包括：
[0008]  在惰性氛圍下，在電芯上開設(shè)開孔，抽出電解液，使電芯內(nèi)部為負壓，再注入洗脫溶劑，一段時間后，抽取洗脫液，回收電解液。
[0009]  根據(jù)本發(fā)明，所述惰性氛圍例如為氮氣、氖氣、二氧化碳或氬氣等。
[0010]  根據(jù)本發(fā)明，惰性氛圍下，水含量控制1000ppm以內(nèi)。
[0011]  根據(jù)本發(fā)明，所述方法中，所述開孔可以為注液孔，或者可以在電芯注液孔上開設(shè)開孔，或者從電芯的兩側(cè)開設(shè)開孔，從開孔處抽出電解液或注入洗脫溶劑。例如從電芯頂蓋注液孔上開設(shè)開孔。示例性地，可以將鋰離子電池倒置固定在電解液回收裝置上，再在電芯注液孔上開設(shè)開孔。再例如，從電芯的兩側(cè)開設(shè)兩個開孔。
[0012]  優(yōu)選地，開孔的直徑不超過注液孔的直徑。
[0013]  根據(jù)本發(fā)明，所述負壓為-500～0kPa,優(yōu)選為-200～-50kPa。
[0014]  根據(jù)本發(fā)明，所述洗脫溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸異丙酯中的至少一種。
[0015]  根據(jù)本發(fā)明，所述一段時間為1-60min,優(yōu)選2-10min。優(yōu)選地，可以為靜置一段時間。
[0016]  根據(jù)本發(fā)明，所述洗脫液包括洗脫溶劑和電解液。
[0017]  根據(jù)本發(fā)明，以注入洗脫溶劑和抽出洗脫液為一個循環(huán)，可以重復(fù)多個循環(huán)；對重復(fù)的次數(shù)不作特別限定，以使電解液洗脫完全即可；示例性地，循環(huán)的次數(shù)為1-20次。[0018]  根據(jù)本發(fā)明，將得到的洗脫液回收進洗脫罐中。
[0019]  本發(fā)明中，對電解液的種類不作特別限定，所述電解液為本領(lǐng)域常規(guī)電解液。
[0020]  根據(jù)本發(fā)明，一種用于所述廢舊鋰離子電池電解液的回收方法的回收系統(tǒng)，所述回收系統(tǒng)包括打孔系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和注液系統(tǒng)；
[0021]  所述打孔系統(tǒng)用于在電芯上開設(shè)開孔；
[0022]  所述真空系統(tǒng)用于抽取電解液和/或洗脫溶劑；
[0023]  所述注液系統(tǒng)用于注入洗脫溶劑。
[0024]  根據(jù)本發(fā)明，所述回收系統(tǒng)還包括洗脫罐，用于回收洗脫液。
[0025]  作為本發(fā)明示例性地實施方案，所述廢舊鋰離子電池電解液的回收方法具體包括以下步驟：
[0026]   (1)在惰性氣體下，水含量為1000ppm以內(nèi)，將鋰電池倒置固定在電解液回收裝置上，通過打孔系統(tǒng)，在電芯頂蓋注液孔處開設(shè)開孔，所述開孔的直徑不超過注液孔的直徑；
[0027]   (2)通過真空系統(tǒng)，抽出電解液，使電芯內(nèi)部為負壓，再通過注液系統(tǒng)，注滿洗脫溶劑；
[0028]   (3)靜置一段時間后，通過真空系統(tǒng)將洗脫液抽取出來，洗脫液進入洗脫罐中；
[0029]   (4)再進行抽負壓，注入洗脫劑，并抽出洗脫液，反復(fù)幾次，電解液洗脫出來，回收電解液。
[0030]  本發(fā)明的有益效果：
[0031]  本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池電解液的回收方法和回收系統(tǒng)，無需拆解電池，無電解液溶劑揮發(fā)，安全環(huán)保，且電解液洗脫率最高可以達到97%。電池拆解破碎前，進行電解液洗脫回收，有利于提高后段電池帶電拆解破碎的安全性，減少溶劑揮發(fā)和HF、PF。等污染物的產(chǎn)生，降低污染處理成本。
附圖說明
[0032]  圖1是本發(fā)明的廢舊鋰離子電池電解液的回收系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式
[0033]  下文將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做更進一步的詳細說明。應(yīng)當理解，
下列實施例僅為示例性地說明和解釋本發(fā)明，而不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制。
凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均涵蓋在本發(fā)明旨在保護的范圍內(nèi)。
[0034]  除非另有說明，以下實施例中