[发明专利]一种废旧钠离子电池的回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧钠离子电池的回收方法，包括：对回收的废旧钠离子电池进行充电，在充电过程中，正极中的钠离子通过电解液转移到硬碳负极中；将满电状态的废旧钠离子电池拆解并分选，获得脱钠后的正极片、含钠硬碳负极片和隔膜；将含钠硬碳负极片浸泡在弱酸溶液中，过滤得到集流体金属、钠盐溶液和硬碳；将脱钠后的正极片进行破碎和筛分，得到集流体金属和无钠正极粉末。本发明利用电化学转移法，即利用充电过程中废旧钠离子电池正极中的钠离子转移至负极，实现废旧钠离子电池正极中钠元素和其它金属元素的分离，以此实现废旧钠离子电池的高效回收。

技术领域

本发明属于能源与材料技术领域，具体涉及一种废旧钠离子电池的回收方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，钠离子电池作为一种新型的储能装置受到了世界各国的广泛关注。由于钠资源在全球范围内的广泛分布，钠离子电池成为辅助锂离子电池的重要储能装置。考虑到全球丰富的钠资源可显著降低钠离子电池的成本，目前很多企业开始对钠离子电池进行生产和应用。与锂离子电池一样，钠离子电池也具有一定的使用寿命。当钠离子电池报废后，废旧钠离子电池含有大量有价值的物质，例如钠，锰，镍，钴等，如果处理不当对环境具有严重影响，因此，对其进行回收，不仅能防止其对环境造成破坏，而且能再回收利用其内部有价值的物质。

钠离子电池正极材料中一般含有钠元素和其它金属元素，而钠离子电池正极材料中钠元素的存在很容易对正极材料中其它金属元素的回收造成一定的干扰，导致回收过程复杂、成本较高、回收物质纯度低、对环境污染较大等问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种废旧钠离子电池的回收方法，利用电化学转移法，即利用充电过程中废旧钠离子电池正极中的钠离子转移至负极，实现废旧钠离子电池正极中钠元素和其它金属元素的分离，以此实现高效的废旧钠离子电池的回收，对废旧资源的再利用和新能源行业的持续发展具有重要作用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种废旧钠离子电池的回收方法，包括以下步骤：

对回收的废旧钠离子电池进行充电，在充电过程中，正极中的钠离子通过电解液转移到硬碳负极中；

将满电状态的废旧钠离子电池拆解并分选，获得脱钠后的正极片、含钠硬碳负极片和隔膜；

将含钠硬碳负极片浸泡在弱酸溶液中，过滤得到集流体金属、钠盐溶液和硬碳；

将脱钠后的正极片进行破碎和筛分，得到集流体金属和无钠正极粉末。

进一步的技术方案，所述废旧钠离子电池为磷酸铁钠钠离子电池、普鲁士蓝钠离子电池、普鲁士白钠离子电池中的任意一种。

进一步的技术方案，所述废旧钠离子电池的充电倍率为0.01-1C，优选为0.5C，充电时间为电池满电后再持续5-10h，优选为10h。

进一步的技术方案，所述浸泡所采用的弱酸溶液为草酸溶液、乙酸溶液、植酸溶液中的任意一种，优选为草酸溶液。

进一步的技术方案，所述弱酸溶液中弱酸的质量分数为5％-80％，优选为50％。

进一步的技术方案，所述浸泡所用的温度为5-80℃。

进一步的技术方案，所述浸泡时间为0.1-50h，优选为1h。

进一步的技术方案，对得到的钠盐溶液进行除杂、过滤、浓缩，得到钠盐粉末。

进一步的技术方案，所述钠盐溶液的除杂方式为加入除杂剂。

进一步的技术方案，所述钠盐溶液的浓缩温度为70-95℃，优选为90℃。