有机碳酸酯的回收方法及回收装置与流程

本公开涉及用于对作为废锂离子电池的电解液的主要成分的有机碳酸酯进行回收的方法及装置。

背景技术：

1、日本特开平11-167936公开了一种对作为使用完毕的锂离子电池所含的电解液的主要成分的碳酸二乙酯进行回收的方法。在该以往的方法中，将使用完毕的锂离子电池在冷冻室中破碎，并将得到的碎片在作为提取溶剂的碳酸二乙酯中进行加温。该提取在低于25℃且高于-43℃的温度条件下进行。提取溶剂从碎片的固体成分被分离。电解液所含的碳酸二乙酯通过分离后的提取溶剂的蒸馏，与作为提取溶剂的碳酸二乙酯一起被回收。

2、作为表示与本公开相关的技术领域的技术水平的文献，除了日本特开平11-167936以外，还可以例示日本特开2012-59564。

技术实现思路

1、作为锂离子电池的电解液的主要成分，除了碳酸二乙酯(dec)以外，还使用碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)等有机碳酸酯。在以往的方法中，由于使用dec作为提取溶剂，因此认为适于dec的回收。但是，另一方面，ec等其他有机碳酸酯的回收可能不充分。另外，与碎片接触时的提取用dec的状态为液体状态。因此，不能将附着于碎片的固体成分的提取用dec从该固体成分分离，作为电解液的主要成分的dec的回收率也有可能低。

2、本公开提供能够高效地对锂离子电池的电解液所含的多种有机碳酸酯进行回收的技术。

3、本公开的第一方面是一种对废锂离子电池的电解液所含的有机碳酸酯进行回收的方法。所述有机碳酸酯包括第一碳酸酯和与所述第一碳酸酯相比为高熔点且高沸点的第二碳酸酯。所述方法包括：进行温度调整处理的步骤，在所述温度调整处理中，收容废锂离子电池的干燥器的内部温度被保持于第一温度范围，向所述干燥器的下方延伸的配管的内部温度被保持于第二温度范围，经由所述配管与所述干燥器连接的冷凝器的内部温度被保持于第三温度范围；及进行第一回收处理的步骤，在所述第一回收处理中，将所述干燥器、所述配管及所述冷凝器的内部压力从常压减压至第一压力而在所述冷凝器中回收所述第一碳酸酯。所述第一温度范围包括在所述第一压力下仅所述第一碳酸酯汽化、且在比所述第一压力低的第二压力下所述第一碳酸酯和所述第二碳酸酯这两者汽化的温度范围。所述第二温度范围包括在所述第一压力下的所述第二碳酸酯的熔点以上、且在所述第二压力下的所述废锂离子电池的电解质的热分解温度以下的温度范围。所述第三温度范围包括在所述第一压力下所述第一碳酸酯液化的温度范围。

4、在第一方面中，也可以是，所述第三温度范围包括在所述第一压力下所述第一碳酸酯液化、在所述第二压力下所述第二碳酸酯液化、且在所述第一压力下冷凝后的所述第一碳酸酯不会再汽化的温度范围。在该情况下，也可以是，所述方法还包括：在所述第一碳酸酯的第一回收处理的步骤之后，进行第二回收处理的步骤，在所述第二回收处理中，将所述干燥器、所述配管及所述冷凝器的内部压力从所述第一压力减压至所述第二压力而在所述冷凝器中回收所述第二碳酸酯。

5、在上述结构中，也可以是，所述冷凝器包括回收所述第一碳酸酯的第一冷凝器、和配置于比所述第一冷凝器靠上方并回收所述第二碳酸酯的第二冷凝器，所述配管包括第一配管和第二配管，所述第一配管经由所述第二冷凝器和所述第二配管将所述干燥器与所述第一冷凝器连接，在进行所述第一碳酸酯的第一回收处理的情况下，在所述温度调整处理中，所述干燥器、所述第二配管及所述第二冷凝器的内部温度被保持于所述第一温度范围，所述第一配管的内部温度被保持于所述第二温度范围，所述第一冷凝器的内部温度被保持于所述第三温度范围，在进行所述第二碳酸酯的第二回收处理的情况下，在所述温度调整处理中，所述干燥器、所述第一配管及所述第一冷凝器的内部温度被保持于所述第一温度范围，所述第二配管的内部温度被保持于所述第二温度范围，所述第二冷凝器的内部温度被保持于所述第三温度范围。

6、在上述结构中，也可以是，所述冷凝器包括回收所述第一碳酸酯的第一冷凝器和回收所述第二碳酸酯的第二冷凝器，所述配管包括将所述干燥器与所述第一冷凝器连接的第一配管和将所述干燥器与所述第二冷凝器连接的第二配管，所述第一配管从所述第二配管的中途分支，所述方法还包括进行切换处理的步骤，在所述切换处理中，将所述干燥器的连接目的地在所述第一冷凝器与所述第二冷凝器之间进行切换，在进行所述第一碳酸酯的第一回收处理的情况下，在所述温度调整处理中，所述第一配管及所述第二配管的内部温度被保持于所述第二温度范围，所述第一冷凝器的内部温度被保持于所述第三温度范围，在所述切换处理中，所述干燥器的连接目的地被切换为所述第一冷凝器，在进行所述第二碳酸酯的第二回收处理的情况下，在所述温度调整处理中，所述第二配管的内部温度被保持于所述第二温度范围，所述第二冷凝器的内部温度被保持于所述第三温度范围，在所述切换处理中，所述干燥器的连接目的地被切换为所述第二冷凝器。

7、本公开的第二方面是一种对废锂离子电池的电解液所含的有机碳酸酯进行回收的装置。该装置具备干燥器、配管、冷凝器、压力泵、干燥器加热器、配管加热器和冷凝器加热器。在所述干燥器收容废锂离子电池。所述配管向所述干燥器的下方延伸。所述冷凝器经由所述配管与所述干燥器连接。所述压力泵对所述干燥器、所述配管及所述冷凝器的内部压力进行调整。所述干燥器加热器对所述干燥器的内部温度进行调整。所述配管加热器对所述配管的内部温度进行调整。所述冷凝器加热器对所述冷凝器的内部温度进行调整。所述有机碳酸酯包括第一碳酸酯和与所述第一碳酸酯相比为高熔点且高沸点的第二碳酸酯。在进行所述第一碳酸酯的第一回收处理的情况下，所述干燥器加热器将所述干燥器的内部温度保持于第一温度范围，所述配管加热器将所述配管的内部温度保持于第二温度范围，所述冷凝器加热器将所述冷凝器的内部温度保持于第三温度范围。在所述第一碳酸酯的第一回收处理中，所述压力泵将所述干燥器、所述配管及所述冷凝器的内部压力从常压减压至第一压力。所述第一温度范围包括在所述第一压力下仅所述第一碳酸酯汽化、且在比所述第一压力低的第二压力下所述第一碳酸酯和所述第二碳酸酯这两者汽化的温度范围。所述第二温度范围包括在所述第一压力下的所述第二碳酸酯的熔点以上、且在所述第二压力下的所述废锂离子电池的电解质的热分解温度以下的温度范围。所述第三温度范围包括在所述第一压力下所述第一碳酸酯液化的温度范围。

8、在上述方式中，也可以是，所述配管为在所述干燥器与所述冷凝器之间不朝向上方的形状。

9、在第二方面中，也可以是，所述第三温度范围包括在所述第一压力下所述第一碳酸酯液化、在所述第二压力下所述第二碳酸酯液化、且在所述第一压力下冷凝后的所述第一碳酸酯不会再汽化的温度范围。另外，也可以是，所述第二碳酸酯的第二回收处理在所述第一碳酸酯的第一回收处理之后进行。在该情况下，也可以是，在所述第二碳酸酯的第二回收处理中，所述压力泵将所述干燥器、所述配管及所述冷凝器的内部压力从所述第一压力减压至所述第二压力。

10、在上述结构中，也可以是，所述冷凝器包括回收所述第一碳酸酯的第一冷凝器、和配置于比所述第一冷凝器靠上方并回收所述第二碳酸酯的第二冷凝器，所述冷凝器加热器包括对所述第一冷凝器的内部温度进行调整的第一冷凝器加热器、和对所述第二冷凝器的内部温度进行调整的第二冷凝器加热器，所述配管包括第一配管和第二配管，所述第一配管经由所述第二配管和所述第二冷凝器将所述干燥器与所述第一冷凝器连接，所述配管加热器包括对所述第一配管的内部温度进行调整的第一配管加热器和对所述第二配管的内部温度进行调整的第二配管加热器，在进行所述第一碳酸酯的第一回收处理的情况下，所述干燥器加热器将所述干燥器的内部温度保持于所述第一温度范围，所述第二配管加热器将所述第二配管的内部温度保持于所述第一温度范围，所述第二冷凝器加热器将所述第二冷凝器的内部温度保持于所述第一温度范围，所述第一配管加热器将所述第一配管的内部温度保持于所述第二温度范围，所述第一冷凝器加热器将所述第一冷凝器的内部温度保持于所述第三温度范围，在进行所述第二碳酸酯的第二回收处理的情况下，所述干燥器加热器将所述干燥器的内部温度保持于所述第一温度范围，所述第一配管加热器将所述第一配管的内部温度保持于所述第一温度范围，所述第一冷凝器加热器将所述第一冷凝器的内部温度保持于所述第一温度范围，所述第二配管加热器将所述第二配管的内部温度保持于所述第二温度范围，所述第二冷凝器加热器将所述第二冷凝器的内部温度保持于所述第三温度范围。

11、在上述结构中，也可以是，所述第一配管为在所述第一冷凝器与所述第二冷凝器之间不朝向上方的形状。

12、在上述结构中，也可以是，所述第二配管为在所述干燥器与所述第二冷凝器之间不朝向上方的形状。

13、在上述结构中，也可以是，所述冷凝器包括回收所述第一碳酸酯的第一冷凝器和回收所述第二碳酸酯的第二冷凝器，所述冷凝器加热器包括对所述第一冷凝器的内部温度进行调整的第一冷凝器加热器和对所述第二冷凝器的内部温度进行调整的第二冷凝器加热器，所述配管包括将所述干燥器与所述第一冷凝器连接的第一配管和将所述干燥器与所述第二冷凝器连接的第二配管，所述第一配管从所述第二配管的中途分支，所述配管加热器包括对所述第一配管的内部温度进行调整的第一配管加热器和对所述第二配管的内部温度进行调整的第二配管加热器，所述装置还具备切换阀，该切换阀设置于所述第一配管从所述第二配管分支的分支部，将所述干燥器的连接目的地在所述第一冷凝器与所述第二冷凝器之间进行切换，在进行所述第一碳酸酯的第一回收处理的情况下，所述第一配管加热器将所述第一配管及所述第二配管的内部温度保持于所述第二温度范围，所述第一冷凝器加热器将所述第一冷凝器的内部温度保持于所述第三温度范围，所述切换阀将所述干燥器的连接目的地切换为所述第一冷凝器，在进行所述第二碳酸酯的第二回收处理的情况下，所述第二配管加热器将所述第二配管的内部温度保持于所述第二温度范围，所述第二冷凝器加热器将所述第二冷凝器的内部温度保持于所述第三温度范围，所述切换阀将所述干燥器的连接目的地切换为所述第二冷凝器。

14、根据本公开的方式，能够将废锂离子电池的电解液所含的第一碳酸酯从该电解液所含的第二碳酸酯分离地进行回收。另外，通过在第一碳酸酯的第一回收处理之后进行第二碳酸酯的第二回收处理，除了第一碳酸酯以外还能够回收第二碳酸酯。