一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法
阅读说明：本技术 一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法 (Method for recycling waste lithium thionyl chloride battery resources ) 是由 赖辛宇 张永祥 张万琦 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法,包括如下步骤：步骤一,将废弃锂亚氯酰电池进行拆解,分别收集正极金属片、负极金属片、电解液、以及正极的硫/碳黑混合物；步骤二,硫/碳黑混合物用乙醇清洗,过滤后得到滤渣；将滤渣加入到酸溶液中,加热、搅拌、过滤,用水清洗至中性,干燥；步骤三,于含有静电稳定剂的醇溶液中将磁性材料均匀分散,并加入表面修饰剂；然后加入氯化锂、氯化铝和氢氧化钠,反应得到磁性微孔锂吸附剂；将磁性微孔锂吸附剂浸入含有锂的电解液,使其中至少部分的锂离子被磁性微孔锂吸附剂吸附。解决了针对锂电池资源回收没有合理方法,对锂电池随便丢弃,不仅污染环境,还造成资源浪费的问题。(The invention discloses a method for recovering waste lithium chloroidene battery resources, which comprises the following steps: disassembling the waste lithium chloroidene battery, and respectively collecting a positive metal sheet, a negative metal sheet, electrolyte and a positive sulfur/carbon black mixture; step two, cleaning the sulfur/carbon black mixture by using ethanol, and filtering to obtain filter residue; adding the filter residue into acid solution, heating, stirring, filtering, washing with water to neutrality, and drying; step three, uniformly dispersing the magnetic material in an alcoholic solution containing the electrostatic stabilizer, and adding a surface modifier; then adding lithium chloride, aluminum chloride and sodium hydroxide, and reacting to obtain a magnetic microporous lithium adsorbent; and immersing the magnetic microporous lithium adsorbent into an electrolyte containing lithium, so that at least part of lithium ions in the electrolyte are adsorbed by the magnetic microporous lithium adsorbent. The problems that no reasonable method exists for recycling lithium battery resources, the lithium battery is discarded at will, the environment is polluted, and resource waste is caused are solved.)
技术领域
本发明涉及锂亚氯酰电池回收技术领域，尤其涉及一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法。
背景技术
锂亚硫酰氯电池是以金属锂为负极，液态亚硫酰氯为正极活性物质，并以多孔炭为正极集流体的电化学体系电源。其中，SOCl2既为反应物质又为非水无机溶剂，溶解LiAlCl4等添加剂后的溶液为无机电解液，该体系电池是近年发展起来的新型高能化学电源。总反应机理为：4Li+2SOCl2→4LiCl+S+SO2，在电池放电时，生成单质硫原位附着在正极碳黑表面，同时电解液变成LiCl，直至反应终止，电池废弃后如处理不当易污染环境，当前电池回收门槛高，目前国内鲜有废弃锂亚硫酰氯电池的回收技术报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
提供一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法，包括如下步骤：
步骤一，将废弃锂亚氯酰电池进行拆解，分别收集正极金属片、负极金属片、电解液、以及正极的硫/碳黑混合物；
步骤二，将步骤一收集得到的硫/碳黑混合物用乙醇清洗，过滤后得到滤渣；将所述滤渣加入到酸溶液中，加热、搅拌、过滤，用水清洗至中性，干燥得到硫/碳黑产品；
步骤三，于含有静电稳定剂的醇溶液中将磁性材料均匀分散，并加入表面修饰剂，于35-40℃条件下进行反应，从而获得表面修饰后的磁性材料；然后加入摩尔比为0.8:1:2的氯化锂、氯化铝和氢氧化钠，反应得到磁性微孔锂吸附剂，反应终点的pH值为5-7；
将所述磁性微孔锂吸附剂浸入含有锂的所述电解液，使其中至少部分的锂离子被所述磁性微孔锂吸附剂吸附；将所述磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出，并以水将所述磁性微孔锂吸附剂中的锂离子解吸附。
进一步地，步骤二中，所述酸溶液的浓度为0.5～2mol/L。
进一步地，步骤二中，所述酸溶液为盐酸溶液和硝酸溶液的混合物。
进一步地，步骤二中，所述加热的温度为70-90℃，所述搅拌的时间为5-10h。
进一步地，所述磁性微孔锂吸附剂为粉体，平均粒径为80-250nm，所含孔洞的平均孔径为1.55-1.7nm，并且对于锂离子的静态吸附容量为8.5-13.4mg/g。
进一步地，步骤三中，采用外加磁场将所述磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出。
进一步地，步骤三中，所述醇溶液选自括甲醇、乙醇和己二醇中的任意一种或几种组合。
进一步地，步骤三中，所述表面修饰剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、硅酸四丁脂、聚乙烯亚胺、二乙三胺、聚乙烯比咯烷酮、十八烷基三氯硅烷和吐温中的任意一种或两种以上的组合。
进一步地，步骤三中，所述静电稳定剂为醋酸钠，其在所述醇溶液中的质量百分比为0.8％。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明通过对锂亚氯酰电池进行拆解，将锂亚电池顶端以及底端正负极的金属片进行拆卸，将正负极的金属片进行集中收集处理，将正极的硫/碳黑混合物进行处理得到的产物可直接用于的锂-硫电池正极材料；并对电池内部含有LiCl的电解液进行收集，利用磁性微孔锂吸附剂富集回收锂；解决了针对锂电池资源回收没有合理方法，对锂电池随便丢弃，不仅污染环境，还造成资源浪费的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种提供一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法，包括如下步骤：
步骤一，将废弃锂亚氯酰电池进行拆解，分别收集正极金属片、负极金属片、电解液、以及正极的硫/碳黑混合物；
步骤二，将步骤一收集得到的硫/碳黑混合物用乙醇清洗，过滤后得到滤渣；将上述滤渣加入到盐酸溶液(浓度为1mol/L)和硝酸溶液(浓度为1mol/L)的混合液中，加热至70℃、搅拌10h、过滤，用水清洗至中性，干燥得到硫/碳黑产品；
步骤三，于含有醋酸钠(质量百分比为0.8％)的甲醇溶液中将磁性材料均匀分散，并加入巯丙基三乙氧基硅烷，于35℃条件下进行反应，从而获得表面修饰后的磁性材料；然后加入摩尔比为0.8:1:2的氯化锂、氯化铝和氢氧化钠，反应得到磁性微孔锂吸附剂，反应终点的pH值为5-7；
将磁性微孔锂吸附剂浸入含有锂的电解液，使其中至少部分的锂离子被磁性微孔锂吸附剂吸附；将磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出，并以水将磁性微孔锂吸附剂中的锂离子解吸附。
上述磁性微孔锂吸附剂为粉体，平均粒径为80-250nm，所含孔洞的平均孔径为1.55-1.7nm，并且对于锂离子的静态吸附容量为8.5-13.4mg/g。
步骤三中，采用外加磁场将磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出。
实施例2
本实施例提供一种提供一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法，包括如下步骤：
步骤一，将废弃锂亚氯酰电池进行拆解，分别收集正极金属片、负极金属片、电解液、以及正极的硫/碳黑混合物；
步骤二，将步骤一收集得到的硫/碳黑混合物用乙醇清洗，过滤后得到滤渣；将上述滤渣加入到盐酸溶液(浓度为0.8mol/L)和硝酸溶液(浓度为0.8mol/L)的混合液中，加热至90℃、搅拌5h、过滤，用水清洗至中性，干燥得到硫/碳黑产品；
步骤三，于含有醋酸钠(质量百分比为0.8％)的乙醇溶液中将磁性材料均匀分散，并加入二乙三胺和聚乙烯比咯烷酮，于40℃条件下进行反应，从而获得表面修饰后的磁性材料；然后加入摩尔比为0.8:1:2的氯化锂、氯化铝和氢氧化钠，反应得到磁性微孔锂吸附剂，反应终点的pH值为5-7；
将磁性微孔锂吸附剂浸入含有锂的电解液，使其中至少部分的锂离子被磁性微孔锂吸附剂吸附；将磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出，并以水将磁性微孔锂吸附剂中的锂离子解吸附。
上述磁性微孔锂吸附剂为粉体，平均粒径为80-250nm，所含孔洞的平均孔径为1.55-1.7nm，并且对于锂离子的静态吸附容量为8.5-13.4mg/g。
步骤三中，采用外加磁场将磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出。
实施例3
本实施例提供一种提供一种废弃锂亚氯酰电池资源回收方法，包括如下步骤：
步骤一，将废弃锂亚氯酰电池进行拆解，分别收集正极金属片、负极金属片、电解液、以及正极的硫/碳黑混合物；
步骤二，将步骤一收集得到的硫/碳黑混合物用乙醇清洗，过滤后得到滤渣；将上述滤渣加入到盐酸溶液(浓度为0.5mol/L)和硝酸溶液(浓度为0.5mol/L)的混合液中，加热至80℃、搅拌8h、过滤，用水清洗至中性，干燥得到硫/碳黑产品；
步骤三，于含有醋酸钠(质量百分比为0.8％)的己二醇溶液中将磁性材料均匀分散，并加入表面修饰剂二乙三胺，于38℃条件下进行反应，从而获得表面修饰后的磁性材料；然后加入摩尔比为0.8:1:2的氯化锂、氯化铝和氢氧化钠，反应得到磁性微孔锂吸附剂，反应终点的pH值为5-7；
将磁性微孔锂吸附剂浸入含有锂的电解液，使其中至少部分的锂离子被磁性微孔锂吸附剂吸附；将磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出，并以水将磁性微孔锂吸附剂中的锂离子解吸附。
上述磁性微孔锂吸附剂为粉体，平均粒径为80-250nm，所含孔洞的平均孔径为1.55-1.7nm，并且对于锂离子的静态吸附容量为8.5-13.4mg/g。
步骤三中，采用外加磁场将磁性微孔锂吸附剂从混合体系中分离出。
上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
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