[发明专利]金属氯桥二聚体的应用

说明书

本发明公开了一种金属氯桥二聚体的应用，所述金属氯桥二聚体应用于回收电池废电解液中的LiPF₆，所述金属氯桥二聚体中包括铱以及铂中的一种或多种。上述金属氯桥二聚体基于离子交换原理，采用阳离子铱或铂的配合物M⁺与阴离子PF₆^‑结合生成稳定且水难溶性的MPF₆，达到MPF₆与Li高效分离的目的，使电解液中的Li⁺和PF₆^‑的回收率均高于95％。

技术领域

本发明涉及资源循环利用技术领域，特别是涉及一种金属氯桥二聚体的应用。

背景技术

锂电池(LLBs)具有放电电压高和无记忆效应等优点，广泛用于通信基站、新能源汽车等领域。电解液是锂离子电池的主要构成之一，影响着电池容量、循环效率和安全稳定性。锂电池电解液主要组成为锂盐电解质(LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆等)、有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)等)和添加剂(碳酸亚乙烯酯(VC)、氮甲基吡咯烷酮(NMP)等)。其中，有机溶剂占比80～85％，锂盐电解质占比12.5～15％，添加剂占比2～8％。由于LiPF₆在碳酸酯中溶解度大和电导率高，因此是目前规模化应用的电解质。电解液(LiPF₆)具有不稳定性和强腐蚀性，遇水会发生分步水解反应，产生有毒气体HF和系列可溶性氟化盐(LiF)、磷化盐(Li₃PO₄)，造成水质污染，危害人体健康。电解液约占电池生产成本的12％，而利润可高达40％，是锂离子电池材料成本中盈利能力较强的成分。因此，回收退役锂离子电池电解液具有一定的经济效益和环境效益。

迄今为止，电解液的回收方法包括了组分转变法和组分转型法等。其中，组分转变法是指引入离子试剂并将亚稳定的LiPF₆转化为热力学更加稳定的六氟磷酸盐与Li盐，从而实现全组分回收的方法；组分转型法是指引入稳定剂和离子化剂，将电解液中的LiPF₆分解转型为可溶且稳定的Li盐、F盐和P盐，并分步沉淀回收的方法，但均存在工艺流程复杂、产品纯度和收率低等不足。

发明内容

基于此，为了提高回收电解液中LiPF₆的产品纯度和收率，有必要提供一种金属氯桥二聚体的应用。

本发明提供一种金属氯桥二聚体的应用，所述金属氯桥二聚体应用于回收电池废电解液中的LiPF₆，所述金属氯桥二聚体中包括铱以及铂中的一种或多种。

在其中一个实施例中所述金属氯桥二聚体的结构通式为：

其中，R₁与R₂各自独立地选自、A选自如(B-1)～(B-2)任一所示的基团：

X₁与X₂各自独立地选自Ir或Pt，n与m选自1或2，Y₁每次出现，独立地选自N或CR₃；R₃每次出现，分别独立地选自：-H、-D或具有1至5个C原子的直链烷基。

在其中一个实施例中，A选自如下任一所示的基团：其中：*表示连接或稠合位点。

在其中一个实施例中，所述金属氯桥二聚体的结构如式(1-1)以及(1-6)所示中的一种：

在其中一个实施例中，所述废电解液的组成以重量百分数计包括：5％～15％的六氟磷酸锂、80％～90％的有机溶剂以及1％～8％的添加剂。