本技術(shù)涉及電池回收，具體涉及一種廢舊電池中六氟磷酸鋰的處理工藝及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源的發(fā)展，新能源電池廣泛應(yīng)用于新能源汽車，目前新能源電池主要以鋰電池為主，鋰電池的使用壽命一般在8年左右，近年來(lái)，鋰電池的報(bào)廢量達(dá)到百萬(wàn)噸以上，如何處理這些鋰電池，成為新能源發(fā)展迫切需要解決的問(wèn)題。

2、目前針對(duì)廢舊鋰電池的正負(fù)極材料的回收大家關(guān)注的比較多，但是針對(duì)電解液的回收關(guān)注的比較少，常規(guī)電解液一般為六氟磷酸鋰(lipf6)的有機(jī)溶液，隨著鋰電池的報(bào)廢，電解液中的鋰、氟、磷等有價(jià)元素，需要進(jìn)行回收。

3、六氟磷酸鋰本身易分解，在常規(guī)的物理拆解過(guò)程中，會(huì)因?yàn)槭軣峒觿∵@一現(xiàn)象，造成其分解成含氟的廢氣，如氟化氫等，排放到空氣中從而造成環(huán)境的污染，同時(shí)其中的鋰、氟、磷等回收率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供了廢舊電池中六氟磷酸鋰的處理工藝及應(yīng)用，旨在解決廢舊電池拆解過(guò)程中，六氟磷酸鋰易分解產(chǎn)生含氟氣體造成環(huán)境污染，且六氟磷酸鋰中的鋰、氟、磷等無(wú)法完全回收的技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種廢舊電池中六氟磷酸鋰的處理工藝，包括以下步驟：對(duì)廢舊電池拆解所得電芯進(jìn)行水刀切割，其后，將水刀切割后的電芯置于表面活性劑溶液中浸泡及分散處理，直至表面活性劑溶液的氟含量達(dá)到40～50g/l；將表面活性劑溶液和電芯水刀切割過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水相混合，經(jīng)靜置和分液得到有機(jī)相和水相，并對(duì)水相進(jìn)行吸附和過(guò)濾，得到濾液；向?yàn)V液中添加堿性溶液，得到第一混合漿料，其后，將第一混合漿料進(jìn)行固液分離，得到磷酸鋰沉淀和第一混合溶液；向第一混合溶液中加入亞鐵鹽、酸性溶液和氧化劑，得到第二混合漿料，其后，將第二混合漿料進(jìn)行固液分離，得到磷酸鐵沉淀和第二混合溶液；向第二混合溶液中加入第一鋰鹽，并調(diào)節(jié)第二混合溶液的ph至4～5，其后，加入第二鋰鹽，得到第三混合漿料，并將第三混合漿料進(jìn)行固液分離，得到氟化鋰沉淀和第三混合溶液。

3、本技術(shù)中，通過(guò)對(duì)電芯進(jìn)行水刀切割，水刀切割過(guò)程可以有效地避免電芯在有電容量時(shí)因?yàn)槎搪范斐傻碾娦久盁?、起火和爆炸，避免了安全風(fēng)險(xiǎn)，可以有效地對(duì)電芯進(jìn)行降溫，減少六氟磷酸鋰的分解，同時(shí)，水刀切割的過(guò)程中，水充當(dāng)溶劑可以吸收六氟磷酸鋰分解產(chǎn)生的含氟氣體，其后，將水刀切割后的電芯置于表面活性劑溶液中浸泡及分散處理，可充分將切割后的電芯中的電解液完全清洗出來(lái)并進(jìn)行有效分散。

4、進(jìn)一步地，本技術(shù)中，將表面活性劑溶液和電芯水刀切割過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水相混合，經(jīng)過(guò)分相和過(guò)濾，將其中的有機(jī)物和其他固體粉末回收后，剩余的濾液加入堿液得到磷酸鋰沉淀和含有磷酸根的第一混合溶液，從而可以回收鋰和部分的磷。其后，向第一混合溶液中加入亞鐵鹽，在酸性條件下和氧化劑存在條件下，得到磷酸鐵沉淀和第二混合溶液。其后，向第二混合溶液中加入鋰鹽，并調(diào)節(jié)ph以得到氟化鋰沉淀和第三混合液。

5、本技術(shù)中，針對(duì)廢舊電池電解液中的六氟磷酸鋰所含的氟、鋰和磷，可以實(shí)現(xiàn)完全回收，同時(shí)，也可避免含氟氣體對(duì)環(huán)境的污染。

6、在一些實(shí)施例中，表面活性劑為油酸、硬脂酸、月桂酸及其鈉鹽中的一種或多種；和/或，表面活性劑溶液的濃度為0.05～0.2mol/l。

7、該實(shí)施例中，油酸、硬脂酸、月桂酸及其鈉鹽均來(lái)源廣，成本低；表面活性劑溶液的濃度過(guò)高會(huì)引入過(guò)多雜質(zhì)，導(dǎo)致后處理復(fù)雜，降低后續(xù)回收產(chǎn)品純度，濃度過(guò)低無(wú)法達(dá)到有效分散的效果。

8、在一些實(shí)施例中，分散處理為超聲處理，超聲處理的條件包括：超聲功率為10～30kw，超聲波頻率為30～50khz，超聲處理10～30min。

9、該實(shí)施例中，通過(guò)控制超聲處理?xiàng)l件，與表面活性劑配合，使電解液中的大部分溶劑也被轉(zhuǎn)移到水相中，便于提高對(duì)電解液的回收利用率。

10、在一些實(shí)施例中，對(duì)水相進(jìn)行吸附的步驟中，采用活性炭對(duì)水相進(jìn)行吸附，活性炭的加入量為水相質(zhì)量的1～3%。

11、該實(shí)施例中，通過(guò)活性炭對(duì)水相進(jìn)行吸附，且控制活性炭的加入量，在控制成本的同時(shí)吸附去除雜質(zhì)，提高后續(xù)生成的磷酸鋰等產(chǎn)品的純度。

12、在一些實(shí)施例中，向?yàn)V液中添加堿性溶液，得到第一混合漿料，其后，將第一混合漿料進(jìn)行固液分離，得到磷酸鋰沉淀和第一混合溶液的步驟，包括：在溫度為40～60℃的條件下，向?yàn)V液中添加堿性溶液，直至濾液的ph為9～10，攪拌30～60min，得到第一混合漿料；對(duì)第一混合漿料進(jìn)行固液分離，得到磷酸鋰沉淀和第一混合溶液；其中，第一混合溶液中包含有氟鹽和磷酸鹽。

13、該實(shí)施例中，通過(guò)控制ph值在9～10，并配合40～60℃的反應(yīng)溫度和30～60min的攪拌時(shí)間，以形成磷酸鋰的沉淀，從而回收鋰和部分的磷。

14、在一些實(shí)施例中，向第一混合溶液中加入亞鐵鹽、酸性溶液和氧化劑，得到第二混合漿料，其后，將第二混合漿料進(jìn)行固液分離，得到磷酸鐵沉淀和第二混合溶液的步驟，包括：在溫度為40～60℃的條件下，將亞鐵鹽、酸性溶液和氧化劑加入到第一混合溶液中，加入時(shí)間為30～60min，并控制反應(yīng)后的第一混合溶液的ph為2～2.5；向反應(yīng)后的第一混合溶液中加入酸性溶液，直至反應(yīng)后的第一混合溶液的ph為1.5～2.0，其后，升溫至90～100℃，并維持30～60min，得到第二混合漿料；將第二混合漿料進(jìn)行固液分離，得到磷酸鐵沉淀和第二混合溶液。

15、該實(shí)施例中，先在較高的ph和較低的溫度下，實(shí)現(xiàn)亞鐵離子的氧化和磷酸鐵的初步形成，因?yàn)樵谳^低溫度下和較高的ph下，更有利于亞鐵離子的氧化，且可以避免氧化劑劇烈的分解，其后，加入酸性溶液降低ph并進(jìn)行升溫處理，在較低的ph下實(shí)現(xiàn)磷酸鐵的高溫氧化，以避免磷酸鐵沉淀在較高ph下少量轉(zhuǎn)化成羥基磷酸鐵沉淀，從而可以有效地提升所制備的磷酸鐵的結(jié)晶度以及避免雜相的產(chǎn)生，進(jìn)而得到致密程度高的磷酸鐵。

16、在一些實(shí)施例中，亞鐵鹽包括硫酸亞鐵或氯化亞鐵中的一種或多種；和/或，酸性溶液包括硫酸或鹽酸中的一種或多種；和/或，氧化劑包括雙氧水或過(guò)氧化鈉中的一種或多種；其中，第一混合溶液中磷酸根與亞鐵鹽中鐵的摩爾比為1：（1.05～1.10），亞鐵鹽中鐵與氧化劑的摩爾比為（1.05～1.10）：1。

17、該實(shí)施例中，所采用的亞鐵鹽、酸性溶液以及氧化劑均為常見工業(yè)原料，利于產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)，通過(guò)控制磷酸根和亞鐵鹽中鐵的摩爾比，并控制亞鐵鹽中鐵與氧化劑的摩爾比，利于生成目標(biāo)產(chǎn)物磷酸鐵，在節(jié)約成本的同時(shí)，保證回收剩余的磷酸根。

18、在一些實(shí)施例中，得到氟化鋰沉淀和第三混合溶液的步驟，包括：在溫度為30～50℃的條件下，向第二混合溶液中加入第一鋰鹽，并調(diào)節(jié)第二混合溶液的ph至4～5，其后，加入第二鋰鹽，攪拌30～60min，得到第三混合漿料；將第三混合漿料進(jìn)行固液分離，得到氟化鋰沉淀和第三混合溶液；其中，第一鋰鹽包括碳酸鋰，第二鋰鹽包括硫酸鋰，第三混合漿料中鋰和氟的摩爾比為1:（1.05～1.10）。

19、該實(shí)施例中，第一鋰鹽采用碳酸鋰，既作為鋰源，又能夠調(diào)節(jié)第二混合溶液的ph至4～5，在該酸性環(huán)境下加入第二鋰鹽沉淀合成得到氟化鋰，既可以保證氟化鋰盡量沉淀完全，又可以避免引入其他雜質(zhì)的沉淀，從而保證了氟化鋰的純度。

20、在一些實(shí)施例中，該工藝還包括：調(diào)節(jié)第三混合溶液的ph至7～8，并對(duì)第三混合溶液依次進(jìn)行蒸發(fā)濃縮和冷卻結(jié)晶，得到鹽類化合物。

21、該實(shí)施例中，通過(guò)濃縮結(jié)晶，可以將其中的有效成分進(jìn)行回收，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)廢水的減量化，此外，通過(guò)將額外引入的酸根以鹽類化合物的形式回收利用，環(huán)保性好。

22、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種上述處理工藝在回收廢舊電池中六氟磷酸鋰中的應(yīng)用。

23、本技術(shù)中，利用上述處理工藝在回收廢舊電池中六氟磷酸鋰中進(jìn)行應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)廢舊電池電解液中六氟磷酸鋰所含的氟、鋰、磷的資源化利用，避免對(duì)環(huán)境的污染，且經(jīng)濟(jì)價(jià)值大。

24、上述說(shuō)明僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本技術(shù)的具體實(shí)施方式。