一种低共熔溶剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115961141A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202310050148.5C22B3/16(2006.01)(22)申请日2023.02.01H01M10/54(2006.01)(71)申请人中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所地址450006河南省郑州市陇海西路328号(72)发明人王威柳林刘红召曹耀华王洪亮(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理有限公司11562专利代理师程小芳(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B26/12(2006.01)C22B23/00(2006.01)C22B47/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种低共熔溶剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种低共熔溶剂及其制备方法和应用，属于湿法冶金和二次资源综合回收技术领域。所述低共熔溶剂由盐酸胍、乙二醇和有机酸组成；所述有机酸为乙醇酸、苹果酸或乳酸中的至少一种。本发明利用盐酸胍、乙二醇和有机酸配置的低共熔溶剂体系，具有制备成本低、粘度低、能够循环利用等优点。利用该体系浸出三元锂电池正极材料中的锂、钴、镍、锰，具有浸出温度低、浸出时间短，锂、钴、镍、锰浸出效率高的优势。CN115961141ACN115961141A权利要求书1/1页1.一种低共熔溶剂，其特征在于，由盐酸胍、乙二醇和有机酸组成；所述有机酸为乙醇酸、苹果酸或乳酸中的至少一种。2.根据权利要求1所述的低共熔溶剂，其特征在于，所述盐酸胍、乙二醇和有机酸的摩尔比为1:(1～2):(1～3)。3.一种权利要求1或2所述低共熔溶剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将盐酸胍、乙二醇和有机酸混合，搅拌后制得所述低共熔溶剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的温度为80～90℃，时间为1～2h。5.权利要求1或2所述低共熔溶剂在回收废旧锂电池三元正极材料中锂、钴、镍、锰的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，回收方法包括以下步骤：将所述低共熔溶剂与所述废旧锂电池三元正极材料混合，浸出，固液分离，得到含锂、钴、镍、锰的溶液。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述废旧锂电池三元正极材料与所述低共熔溶剂的质量体积比为1g:(40～100)mL。8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述浸出的温度为90～120℃，时间为2～6h。2CN115961141A说明书1/4页一种低共熔溶剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及湿法冶金和二次资源综合回收技术领域，特别涉及一种低共熔溶剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]近年来，特别是“双碳”目标提出以来，基于能源可持续发展及安全的迫切需求，新能源汽车、电子产品等产业的迅猛发展，我国锂离子电池的需求量也显著提升。然而，锂离子电池的使用寿命为3～6年，据预测，2023年我国将会产生283亿只废旧锂离子电池，废旧锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。[0003]目前，对于废旧锂离子电池的研究受到广泛的关注。国内外学者已开展了锂电池正极金属材料回收方法的研究，主要有火法、湿法、生物法等。火法工艺存在着操作温度高、成本高、以及产生有害废气等缺点，目前主要在欧美等发达国家应用。湿法工艺是我国处理废旧锂电池的主流工艺，主要采用强酸强碱等浸出剂提取正极材料中的有价组分，虽然回收成本、回收金属纯度以及回收率能得到有效解决，但是仍存在使用强酸强碱造成设备损坏率高、酸碱废酸污染等问题。[0004]低共熔溶剂是指由一定化学计量比的氢键受体和氢键给体组合而成的两组分或三组分低共熔混合物，具有溶解性优良、制备简单、不易挥发等优点，目前已被研究应用于电催化、金属去腐蚀、有机合成、材料制备等诸多领域。[0005]申请号CN202210458210.X的专利，公布了一种由氢键受体(甜菜碱、硫代甜菜碱和盐酸甜菜碱中的至少一种)和氢键供体(乙醇、乙二醇和聚乙二醇中的至少一种；柠檬酸、甲酸、对甲苯磺酸、草酸、丙二酸和戊二酸中的至少一种)制备的低共熔溶剂，其中硫代甜菜碱与乙二醇、硫代甜菜碱与聚乙二醇、硫代甜菜碱与柠檬酸组合制备的低共熔溶剂对废旧锂电池三元正极材料中有价金属具有较优的浸出效果。申请号CN202111111233.5的专利，公布了一种由氢键受体(氯化胆碱)和氢键供体(对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、甲磺酸、氨基磺酸中的至少一种)制备的低共熔溶剂，该低共熔溶剂对废旧锂电池三元正极材料中有价金属具有较优的浸出效果。但开发新型低共熔溶剂实现废旧锂电池三元正极材料中有价金属绿色高效回收，对锂电池行业可持续发展仍具有重要意义。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种低共熔溶剂及