一種廢舊聚合物鋰離子電池中聚合物的回收再利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池，尤其是涉及一種廢舊聚合物鋰離子電池的綜合回收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，產(chǎn)能不斷提高，廢舊鋰離子電池日益增多，資源的有效合理利用和環(huán)境治理迫在眉睫。電池產(chǎn)能擴(kuò)大，由此引發(fā)的資源短缺和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻。因此，進(jìn)行廢舊電池的回收，再生與資源化利用具有緊迫性。同時(shí)廢棄電池造成嚴(yán)重的金屬環(huán)境污染及綜合治污與廢棄物循環(huán)利用已列于環(huán)境重點(diǎn)問(wèn)題。目前，我國(guó)的廢舊電池回收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的回收利用率，特別是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鋰離子電池得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，而同時(shí)所帶來(lái)的資源短缺和環(huán)境問(wèn)題日漸凸顯，廢舊電池的回收處理成為人們目前普遍關(guān)注的問(wèn)題之一。
[0003]根據(jù)鋰離子電池的電解質(zhì)不同，鋰離子電池可分為液體電解質(zhì)鋰離子電池和聚合物電解質(zhì)鋰離子電池(包含凝膠和固體)。近幾年，聚合物鋰離子電池越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用，與液體電解質(zhì)鋰離子電池相比較，聚合物鋰離子電池的市場(chǎng)占有份額低于液體電解質(zhì)鋰離子電池，但其呈逐年上升趨勢(shì)，隨之產(chǎn)生的廢舊聚合物鋰離子電池的量也逐年增加，對(duì)其回收再利用的研究具有很重要的實(shí)際意義。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)廢舊鋰離子電池中電解液進(jìn)行回收收集的研究較少，其中中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利有:CN104600392A、CN201110427431、CN201310290286、CN201310374644、CN201410069599，但這些都是有關(guān)液體鋰離子電池電解液的回收利用方面的研究。迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)廢丨日聚合物鋰離子的聚合物電解質(zhì)的回收利用研究卻鮮見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種廢舊聚合物鋰離子電池中聚合物電解質(zhì)的回收再利用方法，采用環(huán)境友好的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊聚合物鋰離子電池電解質(zhì)的回收利用，避免電解質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染，高效環(huán)保。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明廢舊聚合物鋰離子電池中聚合物的回收再利用方法，包括如下步驟:
[0008](I)將廢舊聚合物鋰離子電池的殘余電量放完，清洗除去電池表面雜質(zhì)，然后晾干；其中，放電可以通過(guò)鋰電池充放電綜合性能測(cè)試儀完成；
[0009](2)對(duì)電池進(jìn)行解剖，分離電池外殼、電池正負(fù)極材料和凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)；
[0010](3)在手套箱中，使用溶劑溶解聚合物，獲得聚合物溶液；
[0011](4)在聚合物溶液中加入電解質(zhì)溶液，獲得混合溶液；
[0012](5)蒸除混合溶液中的溶劑，使其固化，獲得可再次利用的凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)，即完成廢舊聚合物鋰離子電池中聚合物的回收再利用。
[0013]其中步驟(4)中電解質(zhì)溶液的加入量為聚合物溶液中聚合物質(zhì)量的5-10% ；
[0014]步驟(3)中所述溶劑為二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、三氯乙烷、四氫呋喃、甲醇、丙酮、甲乙酮、二甲氧基甲烷、1，2-二甲氧基乙烷中的至少一種，優(yōu)選為二氯甲烷、丙酮或四氫呋喃。
[0015]步驟(4)中所述的電解質(zhì)溶液是以碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)按重量比1:1混合作為溶劑、以LiPF6為溶質(zhì)，其中LiPF 6濃度為lmol/L ;
[0016]或是以碳酸乙烯酯(EC)和碳酸乙酯(DEC)按重量比1:1混合作為溶劑、以LiPF6為溶質(zhì)，其中LiPF6濃度為lmol/L ;
[0017]或是以碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)按重量比1:1混合作為溶劑、以LiPF6和LiClO4為溶質(zhì)，其中LiPF 6濃度為lmol/L，LiClO 4占電解質(zhì)溶液質(zhì)量的2%。
[0018]步驟(3)、⑷、(5)是在手套箱中進(jìn)行，優(yōu)選在水分含量彡20ppm條件下操作，防止電解液吸水。
[0019]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝實(shí)現(xiàn)了廢舊聚合物鋰離子電池中聚合物的回收再利用，效率高，環(huán)保，適用于工業(yè)應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明從廢舊聚合物鋰離子電池中回收聚合物電解質(zhì)的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，本說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有描述的實(shí)施方式對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言能充分理解，在此不再闡述。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]本實(shí)施例按如下步驟回收再利用廢舊聚合物鋰離子電池中的聚合物電解質(zhì):
[0024](I)將收集的廢舊聚合物鋰離子電池的殘余電量放完，清洗除去電池表面雜質(zhì)，然后晾干；
[0025](2)對(duì)電池進(jìn)行解剖，分離電池外殼、電池正負(fù)極材料和凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)；共得到1.5g聚合物電解質(zhì)，經(jīng)檢測(cè)其導(dǎo)電率為0.lmS/cm2；
[0026](3)在手套箱中用5mL四氫呋喃溶解聚合物電解質(zhì)，獲得聚合物溶液；
[0027](4)在聚合物溶液中補(bǔ)充0.075g電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液的組分為:EC:DMC =1:1 (重量比)，LiPF6濃度為lmol/L ;
[0028](5)蒸除混合溶液中溶劑，使其固化，獲得可再次利用的凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)，經(jīng)檢測(cè)其導(dǎo)電率為1.9mS/cm2。
[0029]實(shí)施例2:
[0030]本實(shí)施例按如下步驟回收再利用廢舊聚合物鋰離子電池中的聚合物電解質(zhì):
[0031](I)將收集的廢舊聚合物鋰離子電池的殘余電量放完，清洗除去電池表面雜質(zhì)，然后晾干；
[0032](2)對(duì)電池進(jìn)行解剖，分離電池外殼、電池正負(fù)極材料和凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)；共得到1.5g聚合物電解質(zhì)，經(jīng)檢測(cè)其導(dǎo)電率為0.08mS/cm2；
[0033](3)在手套箱中用5mL四氫呋喃溶解聚合物，獲得聚合物溶液；
[0034](4)在聚合物溶液中補(bǔ)充0.075g電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液的組分為:EC:DMC =1:1 (重量比)，LiPF6濃度為lmol/L ;
[0035](5)蒸除混合溶液中溶劑，使其固化，獲得可再次利用的凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)，經(jīng)檢測(cè)其導(dǎo)電率為2.4mS/cm2。
[0036]實(shí)施例3:
[0037]本實(shí)施例按如下步驟回收再利用廢舊聚合物鋰離子電池中的聚合物電解質(zhì):
[0038](I)將收集的廢舊聚合物鋰離子電池的殘余電量放完，清洗除去電池表面雜質(zhì)，然后晾干；
[0039](2)對(duì)電池進(jìn)行解剖，分離電池外殼、電池正負(fù)極材料和凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)；共得到1.5g聚合物電解質(zhì)，經(jīng)檢測(cè)其導(dǎo)電率為0.09mS/cm2；
[0040](3)在手套箱中用5mL四氫呋喃溶解聚合物，獲得聚合物溶液；
[0041](4)在聚合物溶液中補(bǔ)充0.15g電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液的組分為:EC: