(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110867624 A(43)申请公布日 2020.03.06
(21)申请号 201910975507.1(22)申请日 2019.10.15
(71)申请人 湖南博信新能源科技有限公司
地址 410604 湖南沙市宁乡高新技术
产业园区金园路216号(72)发明人 邵俊华 张建飞 闫国锋 徐斌
李海杰 龚国斌 (51)Int.Cl.
H01M 10/54(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)
权利要求书1页 说明书5页
CN 110867624 A(54)发明名称
一种锂电池电解液回收处理的方法(57)摘要
本发明公开了一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：配置六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1-3∶3-5；将分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中得到硅烷化分子筛；将待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛投入所述待回收的锂电池电解液中，密闭处理8-10小时；取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液。本发明采用硅烷化分子筛对水分和酸度超标的锂离子电池电解液进行处理，除酸除水效率理想，处理时间短，处理效率高，硅烷化分子筛高效的时间长，工艺步骤简单，回收成本低，适合在锂电池行业大规模推广利用。
CN 110867624 A
权 利 要 求 书
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1.一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、配置六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1-3∶3-5；
步骤二、将分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡24-36小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛；
步骤三、将待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1-1.5∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理8-10小时；
步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液。2.如权利要求1所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1-2∶3-4。
3.如权利要求1所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1∶3。
4.如权利要求1-3任意一项所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1-1.3∶100。
5.如权利要求1-3任意一项所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100。
6.如权利要求1-3任意一项所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：步骤二中真空干燥的真空度为-0.085--0.075MPa。
7.如权利要求1-3任意一项所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入至所述待回收的锂电池电解液中。
8.如权利要求1-3任意一项所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：步骤二中浸泡的时间为24-30小时。
9.如权利要求1-3任意一项所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：步骤二中浸泡的时间为26小时。
10.如权利要求1-3任意一项所述一种锂电池电解液回收处理的方法，其特征在于：步骤三中密闭处理的时间为10小时。
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CN 110867624 A
说 明 书
一种锂电池电解液回收处理的方法
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技术领域
[0001]本发明公开了一种锂离子电池领域，尤其涉及一种锂电池电解液回收处理的方法。
背景技术
[0002]锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解质锂盐通常采用六氟磷酸锂，六氟磷酸锂反应后产生酸，较易导致锂电池电解液酸度和水分超标，因此亟需解决如何回收利用酸度和水分超标的锂电池电解液的问题。中国专利申请CN109216824A“一种废次锂离子电池电解液的处理再利用方法”中提到了使用锂型分子筛，对水分和酸度超标的锂离子电池电解液进行处理，但是锂型分子筛的除酸效果不理想，处理效率低，锂型分子筛容易失效，处理成本高。发明内容
[0003]本发明提供了一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0004]步骤一、配置六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1-3∶3-5；[0005]步骤二、将分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡24-36小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛；[0006]步骤三、将待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1-1.5∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理8-10小时；[0007]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液。[0008]其中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1-2∶3-4。[0009]优选的，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1∶3。[0010]其中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1-1.3∶100。[0011]优选的，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100。[0012]具体的，步骤二中真空干燥的真空度为-0.085--0.075MPa。[0013]优选的，所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入至所述待回收的锂电池电解液中。[0014]其中，步骤二中浸泡的时间为24-30小时。[0015]优选的，步骤二中浸泡的时间为26小时。
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CN 110867624 A[0016]
说 明 书
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优选的，步骤三中密闭处理的时间为10小时。
[0017]本发明采用硅烷化分子筛对水分和酸度超标的锂离子电池电解液进行处理，除酸除水效率理想，处理时间短，处理效率高，硅烷化分子筛高效的时间长，工艺步骤简单，回收成本低，适合在锂电池行业大规模推广利用。具体实施方案
[0018]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。[0019]实施例
[0020]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0021]步骤一、配置六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1-3∶3-5。六甲基二硅氮烷是一种无色透明液体，易水出NH3。[0022]步骤二、将分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡24-36小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛。分子筛在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴，不同孔径的分子筛可以把不同大小和形状分子分开，吸附能力高，选择性强，具有酸性和对分子大小的选择性。[0023]步骤三、将待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1-1.5∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理8-10小时；[0024]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液。[0025]具体的，步骤二中真空干燥的真空度为-0.085--0.075MPa。[0026]优选的，所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入至所述待回收的锂电池电解液中，处理完成后直接通过伸缩滤筛把硅烷化分子筛取出，操作便捷，使用方便，步骤简便。[0027]实施例1
[0028]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0029]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1∶3。[0030]步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡26小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0031]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理8小时；[0032]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为7.8ppm，酸度为15.1ppm。[0033]实施例2
[0034]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0035]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1∶4。
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CN 110867624 A[0036]
说 明 书
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步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡
26小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0037]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理10小时；[0038]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为8.0ppm，酸度为15.3ppm。[0039]实施例3
[0040]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0041]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1∶5。[0042]步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡26小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0043]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理9.8小时；[0044]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为7.9ppm，酸度为15.4ppm。[0045]实施例4
[0046]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0047]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为2∶5。[0048]步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡26小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0049]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理10小时；[0050]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为8.0ppm，酸度为15.2ppm。[0051]实施例5
[0052]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0053]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为3∶5。[0054]步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡26小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0055]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器
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中，将所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理9.5小时；[0056]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为8.1ppm，酸度为15.3ppm。[0057]实施例6
[0058]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0059]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为3∶5。[0060]步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡24小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0061]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理9.5小时；[0062]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为8.2ppm，酸度为15.5ppm。[0063]实施例7
[00]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0065]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液，其中六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的摩尔比为3∶5。[0066]步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液中，浸泡36小时后取出，真空干燥后得到硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0067]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述硅烷化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂与六甲基二硅氮烷的混合溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.5∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理10小时；[0068]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为8.0ppm，酸度为15.6ppm。[0069]对比例1
[0070]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0071]步骤一、配置1mol/l六氟磷酸锂溶液。[0072]步骤二、将4A分子筛投入所述六氟磷酸锂溶液中，浸泡26小时后取出，真空干燥后得到锂化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0073]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述锂化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理30小时；
[0074]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为
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CN 110867624 A
说 明 书
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8.2ppm，酸度为15.8ppm。[0075]对比例2
[0076]一种锂电池电解液回收处理的方法，包括以下步骤：[0077]步骤一、配置1mol/l六甲基二硅氮烷溶液。[0078]步骤二、将4A分子筛投入所述六甲基二硅氮烷溶液中，浸泡26小时后取出，真空干燥后得到对比型硅烷化分子筛，真空干燥的真空度为-0.08MPa。[0079]步骤三、取800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液注入容器中，将所述锂化分子筛通过伸缩滤筛投入所述待回收的锂电池电解液中，所述六氟磷酸锂溶液与所述待回收的锂电池电解液的摩尔比为1.2∶100，通入惰性气体至容器，密闭处理15小时；
[0080]步骤四、取出所述硅烷化分子筛后，得到处理后的锂电池电解液，经检测水分为8.4ppm，酸度为15.6ppm。[0081]实施例1-7、对比例1-2将800kg水分38.5ppm，酸度为62.5ppm的待回收的锂电池电解液的处理至水分约为7.8ppm，酸度约为15.1ppm的锂电池电解液，其中实施例1所需的时间最短，仅需8个小时即能使水分和酸度达标。然而使用对比例1的锂化分子筛和对比例2中的对比型硅烷化分子筛所需处理时间分别为30小时、15小时。本发明中通过制备硅烷化分子筛，其中的六氟磷酸锂、六甲基二硅氮烷和分子筛发生协同反应，明显缩短待回收的锂电池电解液的处理时间，除酸除水效率理想，处理时间短，处理效率高，硅烷化分子筛高效的时间长。
[0082]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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