金属锂负极回收.pdf

(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CN113839114A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202010585253.5(22)申请日2020.06.24(71)申请人天津中能锂业有限公司地址300457天津市滨海新区天津经济技术开发区西区新业九街100号(72)发明人王亚龙刘承浩陈强牟翰波(74)专利代理机构北京市创世宏景专利商标代理有限责任公司11493代理人崔永华(51)Int.Cl.H01M10/54(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称金属锂负极回收(57)摘要本发明涉及一种金属锂负极回收方法，包括：鉴别失效锂层和保留完好的金属锂层；对失效锂层和保留完好的金属锂层分别采取不同的回收工艺，其中对于失效锂层，通过在加热状态下施加剪切应力，形成金属锂熔液，使其与杂质分离；对于保留完好的金属锂层，在抛光处理后重复使用。本发明的金属锂负极回收方法简捷、环保，可在低能耗下实现锂金属负极的高效回收。CN113839114ACN113839114A权利要求书1/1页1.一种金属锂负极回收方法，其特征在于：所述方法包括：鉴别失效锂层和保留完好的金属锂层；对失效锂层和保留完好的金属锂层分别采取不同的回收工艺，其中对于失效锂层，通过在加热状态下施加剪切应力，形成金属锂熔液，使其与杂质分离；对于保留完好的金属锂层，在抛光处理后重复使用。2.如权利要求1所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：对于失效锂层，采用加热并施加剪切应力的方法使金属锂从固态电解质界面(SEI)包裹的锂颗粒中熔出；将熔出的金属锂与SEI杂质分离。3.如权利要求2所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：将失效锂层加热到高于金属锂的熔点的温度，同时配合机械搅拌或气流冲击，使表层SEI破裂，内部金属锂熔融汇集在一起。4.如权利要求3所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：将失效锂层加热到180～350℃，在2000-8000rpm/min的速度下机械搅拌，或者进行0.1～1MPa的高压气流冲击。5.如权利要求2所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：对混有SEI的金属锂熔液在0.05～2MPa的压力下进行加压过滤，除去SEI杂质。6.如权利要求5所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：将除去SEI杂质的金属锂熔液减压蒸馏，将蒸馏出的金属锂以锂锭形式回收。7.如权利要求1所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：对于保留完好的金属锂层，进行机械抛光和化学抛光两步处理，重复作为负极使用。8.如权利要求7所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：采用细帆布打磨进行机械抛光，去除表面残留的杂质。9.如权利要求7所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：用醇清洗经机械抛光的表面，进行化学抛光。10.如权利要求1-9中任一项所述的金属锂负极回收方法，其特征在于：所述金属锂负极是锂二次电池的负极。2CN113839114A说明书1/4页金属锂负极回收技术领域[0001]本发明涉及电池技术领域，特别涉及锂电池中金属锂负极的回收、利用。背景技术[0002]锂电池广泛应用于各个领域，其生产量逐年猛增，但是要实现电池能量飞跃，必须采用采用金属锂负极。相比较于其他元素，锂元素的在地球中的丰度并不高，意味全球锂资源有限，并且锂元素不单单只是应用于电池行业，还广泛应用于陶瓷玻璃，润滑剂，橡胶，润滑剂等多个领域，被誉为工业“味精”。[0003]目前对于废弃电池中锂金属负极的回收、利用主要采用如下的方法：1.金属锂负极从电池拆解之后，在锂负极表面涂覆白油，防止氧化，之后进行重新熔化，最后铸锭(CN106159367A)；2.拆解得到的金属锂负极与氮气反应，形成氮化锂，之后再与二氧化碳反应形成碳酸锂，碳酸锂之后和盐酸反应形成氯化锂，氯化锂进行熔盐电解提取金属锂(CN102409174A)。[0004]金属锂电池中锂负极回收如果是通过反应形成锂盐(CN102409174A)，再进行熔盐电解得到金属锂锭，整个工艺与金属锂的制备就无差异了，并且熔盐电解中采用的氯化锂作为前驱体，电解制备锂锭的过程副产物是氯气，是剧毒起体，不利于环保。[0005]另外，CN106159367A的方案过于理想化和简单化，因为电池寿命到期之后，负极由失效锂层和存留的锂薄层组成，不单单是金属锂箔，对于失效锂层是由SEI(固态电解质界面)包裹的金属锂颗粒，金属锂虽然在180℃～220℃会溶解，但是SEI是由碳酸锂，氧化锂，氟化锂等组成的，不会在这个温度范围溶解，需要400℃以上的高温，才有能熔解，才会有金属锂暴露，然而这时候已经是SEI和金属锂的混合熔液了，很难分离。发明内容[0006]针对目前技术的不足，发明人在大量实验基础上，提出针对不同