阅读说明：本技术 一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法 (Method for green and efficient recovery of lithium ion battery by using hawthorn biomass under mild condition ) 是由 陈钰 任丽磊 刘聪 白月 孙炫超 王鑫 段耀廷 邸紫萌 谷嘉铭 王福纬 赵瞳 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法。该方法以质量比为1∶2的山楂果和蒸馏水为原料制得绿色溶剂山楂果汁、以质量比为1∶2的山楂叶和蒸馏水为原料制得绿色溶剂山楂叶汁,利用5克山楂果汁、变质的山楂果汁或山楂叶汁在温度25摄氏度～120摄氏度、时间0.17小时～24小时的搅拌条件下溶解回收锂离子电池中的正极材料。本发明提供一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法,该方法简单易操作、成本低、浸出效率高且天然环保,符合可持续发展的理念。(The invention relates to a method for green and efficient recovery of a lithium ion battery by using hawthorn biomass under mild conditions. The method comprises the steps of preparing green solvent hawthorn fruit juice by using hawthorn fruits and distilled water in a mass ratio of 1: 2 as raw materials, preparing green solvent hawthorn leaf juice by using hawthorn leaves and distilled water in a mass ratio of 1: 2 as raw materials, and dissolving and recovering the positive electrode material in the lithium ion battery by using 5 g of hawthorn fruit juice, deteriorated hawthorn fruit juice or hawthorn leaf juice under the stirring conditions of 25-120 ℃ and 0.17-24 hours. The invention provides a method for green and efficient recovery of a lithium ion battery by using hawthorn biomass under mild conditions, which is simple and easy to operate, low in cost, high in leaching efficiency, natural and environment-friendly, and conforms to the concept of sustainable development.)

一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池 的方法

技术领域

本发明涉及一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法，属于山楂生物质的应用和锂离子电池回收处理的领域。

背景技术

随着电子产品的不断发展，锂离子电池的需求量越来越大，随之产生了大量的锂离子电池固体废弃物。锂离子电池的正极材料是一种重要资源且成本很高，被广泛地应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统以及交通工具、军事装备、航空航天等领域，因此对锂离子电池的正极材料进行高效的溶解回收具有重要意义。传统回收正极材料的方法成本高、浸取效率低且条件不温和，利用山楂生物质制备出绿色溶剂在温和条件下对锂离子电池的正极材料进行高效的回收，可以避免传统方法出现的问题，具有重要的实际应用价值。

厨余垃圾为人类日常生活中产生的一种固体废弃物，包括果皮、腐烂的水果蔬菜等，如果对其处理不当会滋养蚊蝇、传播疾病。腐烂变质的山楂为厨余垃圾中的一种，其中也包含大量的生物质，对其进行有效的回收再利用具有重要的意义和价值。

本发明提出了一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法，对生物质进行了有效的利用，对厨余垃圾进行了有效的处理，也对锂离子电池进行了绿色高效的回收。这种方法易操作、成本低、浸取效率高且条件温和并且绿色天然环保，符合可持续发展的理念。

发明内容

本发明提供一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法，简单易操作，成本低，浸出效率高，绿色可持续，避免了传统回收正极材料方法出现的成本高、浸取效率低且条件不温和的问题，对实际生产有很好的应用价值。

本发明采取的技术方案是，

一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法，包括以下步骤：

1)利用山楂生物质制备出绿色溶剂山楂果汁和山楂叶汁。

2)利用步骤1)制备的绿色溶剂对锂离子电池中的正极材料进行溶解回收。

3)溶解回收结束后分析计算绿色溶剂对正极材料中的金属元素的浸出效率。优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤1)中，将质量比为1∶2的山楂果和蒸馏水煮沸后倒入离心管中，在8000转每分钟的转速下对其进行离心20分钟后收集上清液，该上清液为绿色溶剂山楂果汁。该山楂果汁在空气中放置60天后为变质的山楂果汁。

优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤1)中，将质量比为1∶2的山楂叶和蒸馏水分别煮沸后倒入离心管中，在8000转每分钟的转速下对其进行离心20分钟后收集上清液，该上清液为绿色溶剂山楂叶汁。

优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤2)中，将0.1克钴酸锂和5克山楂果汁、变质的山楂果汁混合，使用磁力搅拌油浴锅搅拌加热。

优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤2)中，将0.1克磷酸铁锂和5克山楂叶汁混合，使用磁力搅拌油浴锅搅拌加热。

优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤2)中，溶解回收的温度范围是25摄氏度～120摄氏度，时间范围是0.17小时～72小时。

优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤2)中，在12000转每分钟的条件下对溶解结束后的固液混合物离心20分钟，将离心完后的上清液取至10毫升的试剂瓶。

优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤3)中，利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定上清液中金属元素的浓度。

优化的，上述利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池，在步骤3)中，根据测定出的浓度计算绿色溶剂对正极材料中金属元素的浸出效率。

本申请的技术方案中，提供了一种利用山楂生物质在温和条件下绿色高效回收锂离子电池的方法，这种方法易操作、成本低、浸出效率高且条件温和，避免了传统的回收钴酸锂的方法成本高、浸取效率低且条件小温和的问题。

具体实施方式

实施例1

在烧杯中加入质量比为1∶2的山楂果和蒸馏水煮沸，然后将其倒入50毫升离心管中，在8000转每分钟的转速下对其进行离心20分钟，离心结束后将离心管取出，用塑料滴管将上清液收集到300毫升广口瓶中，该上清液即为绿色溶剂山楂果汁。在试剂瓶中加入0.1克钴酸锂、5克山楂果汁及磁子，将试剂瓶放入磁力搅拌油浴锅中，在80摄氏度条件下加热搅拌24小时后将固液混合物倒入10毫升离心管中，在12000转每分钟的转速下离心20分钟。离心结束后将离心管取出，用塑料滴管将离心管中的上层液转移至试剂瓶，吸取上层液20微升放入10毫升容量瓶中，用0.25摩尔每升的稀硝酸定容后得到待测样。利用电感耦合等离子体发射光谱仪对待测样进行检测，根据检测出的浓度计算山楂果汁对锂元素和钴元素的浸出效率分别为100％和81.4％。

实施例2

具体实施过程同实施例1，将温度80摄氏度改为25摄氏度，其他条件不改变，根据电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度分析计算山楂果汁对锂元素和钴元素的浸出效率分别为19.2％和15.3％。

实施例3

具体实施过程同实施例1，将温度80摄氏度改为100摄氏度，其他条件不改变，根据电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度计算锂元素和钴元素的浸出效率分别为67％和57.1％。

实施例4

具体实施过程同实施例1，将溶解回收的时间24小时改为2小时，其他条件不改变，根据电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度计算锂元素和钴元素的浸出效率分别为39.7％和33.6％。

实施例5

具体实施过程同实施例1，将溶解回收的时间24小时改为6小时，其他条件不改变，根据电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度计算锂元素和钴元素的浸出效率分别为62.6％和52.7％。

实施例6

具体实施过程同实施例1，将反应时间24小时改为12小时，其他条件不改变，根据电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度计算锂元素和钴元素的浸出效率分别为69.8％和57.1％。

实施例7

具体实施过程同实施例1，将好的山楂果汁改成变质的山楂果汁，其他条件不改变，根据等电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度计算锂元素和钴元素的浸出效率分别为56.5％和45.7％。

实施例8

具体实施过程同实施例1，将钴酸锂变为废旧锂离子电池中的钴酸锂，其他条件不改变，根据电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度计算锂元素和钴元素的浸出效率分别为67.8％和41.6％。

实施例9

具体实施过程同实施例1，溶解回收的时间改为72小时，溶解回收的温度改为80摄氏度，将山楂果汁改成山楂叶汁，钴酸锂改为磷酸铁锂，其他条件不改变，根据电感耦合等离子体发射光谱仪检测出的浓度计算山楂叶汁对锂元素和铁元素的浸出效率分别为9.3％和1.8％。