本發(fā)明涉及一種利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，屬于催化化學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。由于科學(xué)界認(rèn)為鋰離子電池已經(jīng)到達(dá)極限，固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。

2、隨著鋰離子電池在電動(dòng)汽車、智能手機(jī)及儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)量和廢棄量也在增長(zhǎng)，鋰離子電池迎來(lái)“衰退期”，對(duì)廢舊鋰離子電池的回收利用成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。鋰離子電池的主要構(gòu)成包括正極材料、負(fù)極材料、固態(tài)電解質(zhì)和電解液等。對(duì)于鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)的回收，現(xiàn)有回收方式操作繁瑣，且回收率較低，如果鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)不能夠高效的回收，回收處理不當(dāng)會(huì)造成資源浪費(fèi)或土壤污染等環(huán)境問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，簡(jiǎn)捷方便易操作，原料成本低廉，能耗低且綠色環(huán)保，溶劑可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，一種利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，包括以下步驟：

3、1)將氫鍵供體和氫鍵受體攪拌混合，得到低共熔溶劑；

4、2)稱取全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)，并將稱取的全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)溶解到低共熔溶劑中進(jìn)行浸??；

5、3)步驟2)反應(yīng)結(jié)束后得到混合物，將混合物進(jìn)行離心，得到上層清液和下層混合物二；

6、在步驟1)中，氫鍵供體為酸類、酚類、醇類、鹽類或酮類，氫鍵受體為聚乙二醇200、氯化膽堿或氨基酸。

7、優(yōu)化的，上述利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，氫鍵受體為聚乙二醇200、氯化膽堿、l-賴氨酸、l-精氨酸、l-組氨酸、l-半胱氨酸、d-蛋氨酸中的一種；

8、氫鍵供體為苯甲酸、草酸、植酸、抗壞血酸、對(duì)甲基苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、乳酸、甲酸、檸檬酸、冰乙酸、乙酰丙酸、間苯二酚、1,2-苯二酚、2-氨基苯酚、1-萘酚、1-甲萘酚、麝香草酚、乙醇、甲醇、氯化鋅、三氯化鐵、乙酰丙酮中的一種。

9、優(yōu)化的，上述利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)包括磷酸鈦鋁鋰、鋰鑭鋯鉭氧和鋁摻雜鋰鑭鋯氧。

10、優(yōu)化的，上述利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，在步驟2)中進(jìn)行浸取時(shí)，浸取溫度為25攝氏度-120攝氏度，浸取時(shí)間為0.17小時(shí)-48小時(shí)。

11、優(yōu)化的，上述利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，在步驟3)結(jié)束后，從上層清液中進(jìn)行金屬回收，具體過(guò)程包括：

12、取等體積的上層清液和抗溶劑混合超聲處理20分鐘，隨后靜置24小時(shí)。

13、優(yōu)化的，上述利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，當(dāng)氫鍵受體為聚乙二醇200，且氫鍵供體為植酸、抗壞血酸、對(duì)甲基苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、甲酸、檸檬酸、冰乙酸、乙酰丙酸、間苯二酚、1,2-苯二酚、2-氨基苯酚、1-萘酚、1-甲萘酚、麝香草酚、氯化鋅、三氯化鐵、乙酰丙酮中的一種時(shí)，氫鍵供體與氫鍵受體的摩爾比為1:6；

14、當(dāng)氫鍵受體為聚乙二醇200，且氫鍵供體為苯甲酸、草酸中的一種時(shí)，氫鍵供體與氫鍵受體的摩爾比為1:6-1:14；

15、當(dāng)氫鍵供體為乳酸，且氫鍵受體為l-賴氨酸、l-精氨酸、l-組氨酸、l-半胱氨酸、d-蛋氨酸中的一種時(shí)，氫鍵供體與氫鍵受體的摩爾比為12:1；

16、當(dāng)氫鍵供體為乙醇、甲醇中的一種，且氫鍵受體為氯化膽堿時(shí)，氫鍵供體與氫鍵受體的摩爾比為6:1。

17、優(yōu)化的，上述利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，在步驟2)中，全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)與低共熔溶劑的質(zhì)量比例為1：200-1：150。

18、本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉、能源耗材低且綠色無(wú)污染；所使用的綠色溶劑——低共熔溶劑綠色溫和環(huán)保、合成操作簡(jiǎn)便、生物相容性好，對(duì)有效吸收全固態(tài)鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)有著重要研究意義，符合“可持續(xù)發(fā)展”的理念。

技術(shù)特征：

1.一種利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于：所述氫鍵受體為聚乙二醇200、氯化膽堿、l-賴氨酸、l-精氨酸、l-組氨酸、l-半胱氨酸、d-蛋氨酸中的一種；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于：全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)包括磷酸鈦鋁鋰、鋰鑭鋯鉭氧和鋁摻雜鋰鑭鋯氧。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于：在步驟2)中進(jìn)行浸取時(shí)，浸取溫度為25攝氏度-120攝氏度，浸取時(shí)間為0.17小時(shí)-48小時(shí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于：在步驟3)結(jié)束后，從上層清液中進(jìn)行金屬回收，具體過(guò)程包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于：在步驟2)中，全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)與低共熔溶劑的質(zhì)量比例為1：200-1：150。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種利用低共熔溶劑回收全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)的方法，屬于催化化學(xué)領(lǐng)域，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的“對(duì)于鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)的回收，現(xiàn)有回收方式操作繁瑣，且回收率較低”的問(wèn)題。本申請(qǐng)的步驟為：1)將氫鍵供體和氫鍵受體攪拌混合，得到低共熔溶劑；2)稱取全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)，并將稱取的全固態(tài)鋰離子電池電解質(zhì)溶解到低共熔溶劑中進(jìn)行浸取；3)步驟2)反應(yīng)結(jié)束后得到混合物，將混合物進(jìn)行離心，得到上層清液和下層混合物二；在步驟1)中，氫鍵供體為酸類、酚類、醇類、鹽類或酮類，氫鍵受體為聚乙二醇200、氯化膽堿或氨基酸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：方法簡(jiǎn)捷易操作，成本低廉，能耗低且綠色環(huán)保，溶劑可設(shè)計(jì)性強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳鈺,張子揚(yáng),董德鑫,董佳怡,張雪晴,王晨陽(yáng),趙夢(mèng)汐,張宇晴,王錫厚,牛子航
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廊坊師范學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2