[发明专利]一种铝空气电池及其电解液回收利用方法

说明书

本发明公开了一种铝空气电池的电解液回收利用方法，通过对失效的电解液进行稀释并降温静置分层，收集下层沉淀，并将上层清液通过添加一种或多种晶种进行结晶，促使大部分溶解铝沉淀，离心并经干燥、灼烧得到氧化铝，再电解得到纯铝；分离出的上清液可以添加电解质重复使用。本发明还公开了具有用如上方法制得的新的电解液的铝空气电池。本发明相对于现有技术，能够有效去除电解液中的氢氧化铝沉淀和大部分的溶解铝，且不引入杂质相，使得离心后的溶液在添加电解质后可再次作为电解液使用，提高了资源利用率。该方法安全有效、易于操作，可在全封闭环境中进行，能够净化工作环境，有效避免环境污染，且对设备要求不高，适用于大规模产业化。

技术领域

本发明涉及铝空气电池技术领域，尤其涉及一种铝空气电池及其电解液回收利用方法。

背景技术

铝空气电池作为一种可再生清洁高效的绿色新能源，相较于传统的铅酸蓄电池、镍氢电池及锂离子电池，具有比能量高、可靠性高、使用寿命长、成本低廉、环保无毒、储运安全和应用灵活等特点，成为移动基站、便携式电源及电动汽车能源等应用领域储能的理想形式。

但近年来随着该技术的迅速发展，失效的废旧电解液的有效处理及回收利用还未受到重视，且回收工艺欠缺，回收渠道不畅。因此，寻找合适的工艺技术对铝空气电池失效电解液进行资源化利用是一个亟待解决的问题。

通常，在铝空气电池放电完成后，因前期阳极铝板与强碱性电解液发生了电化学反应：Al+3OH^-＝Al(OH)₃+3e^-，Al(OH)₃+OH^-＝Al(OH)₄^-和自腐蚀反应：2Al+2OH^-+6H₂O＝2Al(OH)₄^-+3H₂↑，导致电解液中存在大量溶解铝和胶体状的氢氧化铝沉淀，当电解液的离子电导率和氢氧根离子浓度下降到难以满足放电需求时，铝空气电池的电解液失效，需要重新更换和处理。但现有技术中，传统的物理过滤法仅能收集氢氧化铝沉淀，但溶解铝仍需其他方法进行回收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝空气电池的电解液回收利用的方法，用以克服现有技术中的铝空气电池的失效电解液回收难度大、成本高和工艺复杂等技术问题。

一种铝空气电池的电解液回收利用方法，包括以下步骤：

(1)将含有溶解铝和氢氧化铝的失效电解液收集到重力沉降池内，将用水清洗铝空气电池得到的清洗液一并注入；

(2)对步骤(1)中的电解液和清洗液的混合溶液进行冷却静置处理；

(3)步骤(2)中的混合溶液分层后，将含有溶解铝的上层清液粗过滤注入到晶种室中，添加晶种，使溶解铝结晶析出；收集重力沉降池下层的沉淀；

(4)对步骤(3)中的结晶溶液进行离心处理，收集沉淀；

(5)将步骤(3)和(4)中的沉淀进行清洗并烘干得到氧化铝；

(6)将步骤(5)中的氧化铝置于马弗炉中灼烧，得到纯净的氧化铝；

(7)将步骤(6)中灼烧后的氧化铝进行熔盐电解制备纯铝；

(8)收集步骤(4)离心后的溶液，添加电解质重新配制得到新的电解液。

进一步地，所述步骤(1)中，电解液与清洗液的体积比为1:1～1:2.5。

进一步地，所述步骤(2)中，冷却温度在0～20℃，静置时间为0.5～2天。

进一步地，所述步骤(3)中，晶种为氯化铝、氢氧化铝、稀硫酸、氧化钙或过量二氧化碳中的一种或多种。