[发明专利]一种固态电池材料回收的处理方法

说明书

本发明涉及电池材料领域，特别是涉及一种固态电池材料回收的处理方法。本发明提供一种固态电池材料回收的处理方法，所述电池材料包括硫化物电解质和电极材料，所述处理方法包括：在溶剂存在的条件下，将电池材料与单质硫接触，产生的至少部分的多硫化锂化合物溶解于所述溶剂；自所得液相物中获取含硫化合物，和/或自所得固相物中获取电极材料。本发明所提供的固态电池材料回收的处理方法，通过低成本硫粉与硫化物电解质反应，使得硫化物电解质溶解于有机溶剂中，而电极材料不溶于有机溶剂，进而实现硫化物电解质与电极材料的有效分离。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，特别是涉及一种固态电池材料回收的处理方法。

背景技术

锂二次电池具有输出功率大、能量密度高、使用寿命长、平均输出电压高、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、循环性能优越与无环境污染等优点，已经成为当今用于数码电子产品的可充电电源的首选对象，也被认为是最具竞争力的车用动力电池。目前锂二次电池主要采用液态电解质材料，其中含有大量有机溶剂，导致液态锂二次电池安全隐患凸出。由于全固态锂二次电池具有液态锂二次电池不可比拟的安全性，并有望彻底消除使用过程中的安全隐患，更符合电动汽车和规模储能领域未来发展的需求。因此，各国研究者正大力开发全固态锂二次电池。固态电解质种类繁多，按类型可分为有机聚合物、无机氧化物和无机硫化物等。其中，硫化物电解质材料在室温下电导率可表现出10^-2S/cm级别，且电化学窗口宽，具有优异的应用前景。

目前，已报道的硫化物固态电池均是采用正极层-电解质层-负极层的“三明治型”结构。在该结构的三层中均含有硫化物电解质，且质量比例达到了30％以上。因此对硫化物电解质的分离及回收很有必要。由于硫化物电解质具有特殊气味，且对水分等敏感，易生成剧毒性的H₂S气体，因此对硫化物电解质的处理能力和条件限制较高。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种固态电池材料回收的处理方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种固态电池材料回收的处理方法，所述电池材料包括硫化物电解质和电极材料，所述处理方法包括：在溶剂存在的条件下，将电池材料与单质硫接触，产生的至少部分的多硫化锂化合物溶解于所述溶剂；

自所得液相物中获取含硫化合物，和/或自所得固相物中获取电极材料。

在本发明一些实施方式中，所述多硫化锂化合物的化学结构式为M-S_x-Li，其中，1x≤8，优选的，3≤x≤8。

在本发明一些实施方式中，所述硫化物电解质中的-S-Li结构与所加入的单质硫的摩尔比为1：0.1～7，优选为1：2～7。

在本发明一些实施方式中，所述电池材料为碎块和/或粉体，优选由固态电池粉碎获得，电池材料的粒径≤10mm。

在本发明一些实施方式中，所述处理方法具体包括：将电池材料与溶剂混合，形成第一浆液，将单质硫引入第一浆液以形成第二浆液。

在本发明一些实施方式中，将反应所得物料固液分离，以获取液相物和/或固相物。

在本发明一些实施方式中，将所得液相物脱除溶剂以获取含硫化物。

在本发明一些实施方式中，将所得固相物洗涤、干燥以获取再生的电极材料。

在本发明一些实施方式中，所述第二浆液的粘度为1000～500000cP，优选为5000～100000cP。

在本发明一些实施方式中，所述单质硫为硫粉。

在本发明一些实施方式中，反应在无水条件下进行，优选的，反应还在干燥环境下进行，所述干燥环境为相对湿度低于1％和/或露点低于-30℃。