[发明专利]一种用于锂电池回收的改性蛋膜纸及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及金属吸附剂领域，具体涉及金属吸附滤纸，特别是涉及一种用于锂电池回收的改性蛋膜纸及制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它一般采用含有小原子半径的含锂材料作为电极，主要用于电动自行车、电动汽车、电动摩托车、电动工具、太阳能光伏及风力发电储能系统、智能电网储能系统、移动通讯基站、电力、化工、医院备用UPS、EPS电源、安防照明、便携移动电源、笔记本电脑、电动玩具、矿山安全设备、数码产品等多种领域。与镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、工作温度范围宽等诸多优点。锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，一价锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电时，一价锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反，一价锂离子从负极脱嵌，经过电解质回归到正极，回到初始状态。因此，伴随着锂离子电池的大规模生产和不断使用，产生了大量的废旧锂离子电池，造成贵金属的浪费和环境污染，如何回收废旧锂离子电池成为亟待解决的问题。

锂离子电池的回收技术可分为两大类：干法回收技术和湿法回收技术。干法回收主要是指不通过溶液等媒介，直接实现材料或有价金属的回收方法，主要是通过物理分选法和高温热解法，对电池破碎进行粗筛分类。干法回收工艺流程较短，但是回收的针对性不强，是实现金属分离回收的初步阶段。湿法回收技术是以各种酸碱性溶液为转移媒介，将金属离子从电极材料中转移到浸出液中，再通过沉淀手段，将金属离子以盐、氧化物形式从溶液中提取出来，是目前主要处理废旧锂离子电池的主要技术。

中国发明专利申请号201710648304.2公开了一种从废旧锂离子电池中回收金属的方法，回收锂离子电池的正极废料，并将正极废料制成阴极，惰性电极为对电极，在酸性电解液中进行电化学反应，将金属浸出，得到含有金属离子的溶液；调节上述溶液pH为9～10，充分搅拌后，离心，取上清液，在上清液中加入1,2,4,5-苯四羧酸，在100～160℃下水热反应5～12h，得到金属有机复合材料；所述金属为镍和/或钴，通过电化学的方法将正极材料中的金属浸出，确保了浸出的彻底性；同时，将已浸出的金属与有机物进行配位反应，作为新的锂电池正极或超级电容器正极的应用。

中国发明专利申请号201310001972.8公开了一种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，将废旧锂离子电池放电后进行拆分，对电池芯进行粉碎，将粉碎后的电池芯用无机酸和氧化剂进行浸出，过滤，得到滤液，将滤液的 pH 值调到大于或等于8，过滤除去杂质和沉淀，得到含锂离子的回收液，用树脂吸附回收液中的锂离子，对树脂进行解吸附，得到分离回收的锂盐。本发明提供了锂离子吸附回收的思路，但是，对其他金属离子无法选择分离。

综上所述，目前湿法工艺比较复杂，使用的强碱强酸污染严重，缺少一种对锂离子电池的可溶性离子行之有效直接筛选的过滤材料和过滤方法。

中国发明专利申请号201710246380.0公开了一种乙酰乙酸烯丙酯功能化氧化石墨烯的制备及作为镉离子吸附剂的应用，采用乙酰乙酸烯丙酯和丙烯酸对氧化石墨烯进行表面功能化。本发明制备的乙酰乙酸烯丙酯功能化氧化石墨烯可作为高效的镉离子吸附剂，并且可实现再生，具有良好的经济性。但是，这一吸附剂只对废水中的镉离子具有选择吸附作用，对其他离子的吸附性能不可调节，不能用于锂离子电池的回收。

中国发明专利申请号201610733308.6公开了一种用于离子吸附的孔径可调滤纸的制备方法，中速定性滤纸切碎，用去离子水浸泡，加入超声波处理液，超声波处理，成滤纸熔浆，冷冻干燥，放入高分子溶液，磁力搅拌，然后放入带有相反电荷的高分子溶液中，磁力搅拌，将滤纸按照交替放入上述两种高分子溶液中，循环进行10-30次，调节高分子聚合物的吸附量，达到对孔径的调节，然后干燥，即成滤纸。本发明的核心在于采用带有相反电荷的高分子作为吸附剂，但是，这种离子吸附剂对多种离子比没有选择筛选作用。