一种AlCl3和Ca(OH)2结合高温等离子焚烧处理LiPF6电解液的方法与流程

文档序号:34462579发布日期:2023-06-15 04:20阅读:29来源:国知局

本发明涉及锂离子电池资源化利用领域,具体为一种alcl3和ca(oh)2结合高温等离子焚烧处理lipf6电解液的方法。


背景技术:

1、锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大部分组成。其中,电解液是锂离子电池的血液,在正负极之间传导锂离子。作为锂离子电池的关键原材料之一,电解液成本约占锂离子电池生产成本的5%~13%。而电解质锂盐又是电解液成本最重要的构成部分,约占到电解液总成本的43%。

2、电解液组分对环境的污染和危害:电解质锂盐进入环境中,可发生水解、分解和燃烧等化学反应,产生含氟、含硼和含磷化合物,造成氟污染、硼污染和磷污染;有机溶剂经过水解、燃烧和分解等化学反应,生成甲醛、甲醇、乙醛、乙醇和甲酸等小分子有机物,这些物质易溶于水,可造成水源污染,导致人身伤害。

3、若能对电解液进行回收再利用,则可产生较好的经济效益和生态环境效益。因此,急需研制一种电解液的绿色回收方法,在回收电解质锂盐及有机溶剂的同时避免污染物的产生。


技术实现思路

1、本发明的目的是研制一种lipf6电解液的回收方法,在回收锂盐及有机溶剂的同时不产生任何废弃污染物。

2、本发明的技术方案如下:

3、(1)按oh-/al=3.3(摩尔比),于80~90℃、搅拌状态下,将一定量ca(oh)2加入到13%alcl3溶液中,反应4~5h后过滤得到无定形al(oh)3;按al/li=2~2.16(摩尔比),将无定形al(oh)3加入到lipf6电解液中,在氮气氛围中于室温下搅拌反应40~60min,过滤后得到lipf6·2al(oh)3沉淀及有机溶剂滤液;有机溶剂可重新回用于电解液的制备;将lipf6·2al(oh)3用甲醇清洗、干燥后备用。

4、(2)按ca/li=0.5(摩尔比),将无水caso4与上述干燥后的lipf6·2al(oh)3混合、研磨至均匀;将上述混合物置于高温等离子焚烧炉中,于400~425℃下煅烧10~12min,得到li2so4、caf2、pf5·al2o3混合物;用纯水清洗上述混合物后,得到li2so4溶液;残渣caf2、pf5·al2o3混合物干燥后,可用于建材工业。

5、(3)将上述li2so4溶液蒸发、干燥后可得到最终产品li2so4。

6、其中:alcl3和ca(oh)2制备无定形al(oh)3的条件极为严苛,需严格控制oh-/al=3.3(摩尔比)、温度80~90℃、反应时间4~5h,以避免生成晶体形式的al(oh)3。

7、其中:无定形al(oh)3对锂盐具有高效选择性吸附作用,反应方程为lipf6+2al(oh)3=lipf6·2al(oh)3。

8、其中:清洗后的甲醇可通过精馏工艺再生,同时也可回收溶解于甲醇中的有机溶剂。

9、其中:2[lipf6·2al(oh)3]+caso4=li2so4+caf2+2(pf5·al2o3)+6h2o为其煅烧反应方程。

10、其中:caf2、pf5·al2o3难溶于水、性质稳定不易分解,可用于水泥、陶瓷工业。

11、本发明的有益效果是:可直接回收电解液中的有机溶剂,并回用于电解液的制备;以li2so4的形式回收电解液中的锂元素;电解液中的氟元素转化为性质稳定的无害物质caf2、pf5·al2o3,并可用于水泥、陶瓷工业;无任何废弃污染物生成。



技术特征:

1.本发明提供了一种alcl3和ca(oh)2结合高温等离子焚烧处理lipf6电解液的方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种alcl3和ca(oh)2结合高温等离子焚烧处理lipf6电解液的方法,其特征在于:alcl3和ca(oh)2制备无定形al(oh)3的条件极为严苛,需严格控制oh-/al=3.3(摩尔比)、温度80~90℃、反应时间4~5h,以避免生成晶体形式的al(oh)3。

3.根据权利要求1所述的一种alcl3和ca(oh)2结合高温等离子焚烧处理lipf6电解液的方法,其特征在于:无定形al(oh)3对锂盐具有高效选择性吸附作用,反应方程为lipf6+2al(oh)3=lipf6·2al(oh)3。

4.根据权利要求1所述的一种alcl3和ca(oh)2结合高温等离子焚烧处理lipf6电解液的方法,其特征在于:清洗后的甲醇可通过精馏工艺再生,同时也可回收溶解于甲醇中的有机溶剂。

5.根据权利要求1所述的一种alcl3和ca(oh)2结合高温等离子焚烧处理lipf6电解液的方法,其特征在于:2[lipf6·2al(oh)3]+caso4=li2so4+caf2+2(pf5·al2o3)+6h2o为其煅烧反应方程。

6.根据权利要求1所述的一种alcl3和ca(oh)2结合高温等离子焚烧处理lipf6电解液的方法,其特征在于:caf2、pf5·al2o3难溶于水、性质稳定不易分解,可用于水泥、陶瓷工业。


技术总结
本发明涉及锂离子电池资源化利用领域,具体为一种AlCl3和Ca(OH)2结合高温等离子焚烧处理LiPF6电解液的方法:用AlCl3和Ca(OH)2制取无定形Al(OH)3;以无定形Al(OH)3吸附电解液中的锂盐,得到LiPF6·2Al(OH)3和有机溶剂;有机溶剂回用于电解液的制备;将LiPF6·2Al(OH)3混合无水CaSO4煅烧、水洗后得到Li2SO4溶液和残渣CaF2、PF5·Al2O3混合物;Li2SO4溶液蒸发干燥后得到产品Li2SO4;CaF2、PF5·Al2O3混合物干燥后可用于建材行业。

技术研发人员:殷衡
受保护的技术使用者:深圳苏邦能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1