一種分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的分離方法，所述分離處理流程包括烘烤、洗滌、破碎、篩分工序中的兩種或兩種以上。本發(fā)明公開的分離方法，正負(fù)極流體和活性材料的回收率分別在95.0%和98.5%以上，而且工藝簡(jiǎn)單，加工成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】一種分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二次資源循環(huán)利用領(lǐng)域，具體涉及一種分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自1991年SONY公司首先推出鋰離子電池以來，鋰離子電池的發(fā)展迅猛，具有高容量，高放電電壓，高的比能量，無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)逐漸在小型二次電池領(lǐng)域取代了鎘電池及鎳氫電池成為商用高檔二次電池的主流。據(jù)報(bào)告統(tǒng)計(jì)，2010年全球的鋰離子電池規(guī)模以上的出貨總量已經(jīng)超過35億只，再加之一些市場(chǎng)低端產(chǎn)品，預(yù)計(jì)當(dāng)年出貨總量接近40億只。隨著筆記本電腦的逐漸普及，鋰離子電池在電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、電動(dòng)自行車等新興應(yīng)用的快速增長(zhǎng)，新能源汽車的推廣步伐離我們?cè)絹碓浇?，同時(shí)全球?qū)︺U酸電池和鎳鎘電池進(jìn)行限制或禁用，鋰離子電池的需求仍將高速增長(zhǎng)。隨之而來的是報(bào)廢鋰離子電池、電池廠家廢棄的邊角料和廢舊鋰離子電池也急劇增加。
[0003]目前，分離鋰離子電池負(fù)極片的極流體與活性材料的方法有破碎-氣流分選法，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102569940A(申請(qǐng)?zhí)?01210017695.5)公開了一種廢舊鋰離子電池負(fù)極材料的回收方法，其中對(duì)鋰離子電池負(fù)極片的極流體與活性材料分離采用包括以下操作:1)破碎，2)氣流分選，3)脈沖集塵，4)靜電分選，5)磁選分離。但是此分離方法比較復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高。
[0004]分離鋰離子電池正極片的極流體與活性材料的方法主要有堿浸法和N-甲基吡硌烷酮溶粘結(jié)劑法。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101654741A(申請(qǐng)?zhí)?00910300759.0)公開了一種從鋰離子電池中分離回收鋰和鈷的方法，用NaOH溶解鋰離子電池正極片的集流體，使鋁以NaAlO2的形式進(jìn)入溶液，從而達(dá)到正極片的極流體與活性材料分離的效果。此方法需要消耗大量的化學(xué)試劑，成本高。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102059240.A(申請(qǐng)?zhí)?01010240901.X)公開了一種鋰電池殘次正極極片上可用物質(zhì)的回收方法，將干燥后的極片破碎成小塊，加入裝有N-甲基吡硌烷酮的攪拌罐中，充分?jǐn)嚢瑁匀芙鈽O片上的涂層物質(zhì)，從而達(dá)到正極片的極流體與活性材料分離的效果。但該方法所用的N-甲基吡硌烷酮價(jià)格昂貴且其強(qiáng)揮發(fā)性會(huì)污染環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種工藝簡(jiǎn)單，處理成本低，極流體與活性材料分離效率高，環(huán)境友好，適用于大規(guī)模生產(chǎn)的分離鋰離子電池正負(fù)極片的極流體與活性材料的方法。
[0006]本發(fā)明公開的一種分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，所述分離處理流程包括烘烤、洗滌、破碎、篩分工序中的兩種或兩種以上。
[0007]所述烘烤工序是在空氣、氮?dú)饣驓鍤庵械娜我庖环N氣氛中進(jìn)行，烘烤溫度為200-600°C，烘烤時(shí)間為5-30min。烘烤后料冷卻到100°C以下后進(jìn)入下一步驟。烘烤過程中產(chǎn)生的廢氣用氫氧化鈉溶液或石灰乳吸收。
[0008]常溫條件下于洗滌工序在帶有機(jī)械攪拌的容器中進(jìn)行，攪拌的速度為50-6001./min，洗滌溶液為水或含濃度為0.2-2.0mol/L的醋酸、硫酸、硝酸、鹽酸、酒精、丙酮中的一種或幾種的水溶液，洗滌時(shí)間為5-30min。
[0009]所述洗滌溶液可以循環(huán)使用。
[0010]所述破碎工序?yàn)槭褂靡患?jí)破碎或多級(jí)破碎，所述破碎方式可以是鄂式破碎、錘式破碎、球磨、對(duì)輥破、剪破、撕破中的一種或多種，破碎后的最大直徑為1.0-20mm。
[0011]所示篩分的篩孔的直徑選擇小于20_。
[0012]上述分離處理流程以下流程中任意一種:
[0013]I)烘烤、篩分；
[0014]2)破碎、篩分；
[0015]3)破碎、烘烤、篩分；
[0016]4)烘烤、破碎、篩分；
[0017]5)破碎、洗滌、篩分；
[0018]6)破碎、篩分、洗滌、篩分；
[0019]7)烘烤、破碎、篩分、洗滌、篩分；
[0020]8)洗滌、篩分；
[0021]9)洗滌、篩分、破碎、篩分；
[0022]10)烘烤、篩分、洗滌、篩分。
[0023]11)破碎、烘烤、篩分。
[0024]7、根據(jù)權(quán)利要求6所述分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于所述分離處理流程以下流程中任意一種:
[0025]I)烘烤、破碎、篩分；
[0026]2)破碎、篩分、洗滌、篩分；
[0027]3)烘烤、破碎、篩分、洗滌、篩分；
[0028]4 )破碎、烘烤、篩分。
[0029]所述鋰離子電池正負(fù)極片包括從鋰離子電池中拆解出的正負(fù)極片、鋰離子電池經(jīng)過破碎后的極片或鋰離子正負(fù)極片的邊角料，所述極流體包括鋰離子電池正極片中的鋁片和和負(fù)極片中的銅片，所述活性材料包括鋰離子電池的正極材料和負(fù)極材料。
[0030]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的分離，工藝流程簡(jiǎn)單，加工成本低，產(chǎn)品附加值高，避免了傳統(tǒng)工藝中如氫氧化鈉和硫酸的大量物耗和環(huán)境污染情況，正負(fù)極流體和活性材料的回收率分別在95.0%和98.5%以上，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。該發(fā)明還為鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的分離提供了一條新途徑。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032]實(shí)施例1
[0033]取Ikg正極材料為L(zhǎng)iCoO2的鋰離子電池正極片，其成分如表1，采用破碎、烘烤、篩分流程分離鋰離子電池正極片的極流體與活性材料。采用剪式進(jìn)行破碎，破碎后的最大直徑為10mm。將破碎后原料置于烤爐內(nèi)，于空氣氣氛中，400°C烘烤15min,冷卻后分極。用
0.25mm篩孔篩分后得0.17kg粗片和0.82kg細(xì)粉成份如表1。由表1可以看出極流體和活性材料的回收率分別為97.9%和99.6%。
[0034]表1
[0035]

【權(quán)利要求】
1.一種分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于:所述分離處理流程包括烘烤、洗滌、破碎、篩分工序中的兩種或兩種以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法其特征在于:烘烤工序是在空氣、氮?dú)饣驓鍤庵械娜我庖环N氣氛中進(jìn)行，烘烤溫度為200-600°C，烘烤時(shí)間為 5-30min。
3.如權(quán)利要求1所述的分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于:所述烘烤過程中產(chǎn)生的廢氣用氫氧化鈉溶液或石灰乳吸收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法其特征在于:常溫條件下洗滌工序在帶有機(jī)械攪拌的容器中進(jìn)行，攪拌的速度為50-600r/min，洗滌溶液為水或含濃度為0.2-2.0mol/L的醋酸、硫酸、硝酸、鹽酸、酒精、丙酮中的一種或幾種的水溶液，洗滌時(shí)間為5-30min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于:所述洗滌溶液可以循環(huán)使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于:所述破碎工序使用一級(jí)破碎或多級(jí)破碎，所述破碎方式可以是鄂式破碎、錘式破碎、球磨、對(duì)輥破、剪破、撕破中的一種或多種，破碎后的最大直徑為1.0-20mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于:所示篩分工序所用篩孔的直徑小于20mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于所述分離處理流程為以下流程中任意一種: 1)烘烤、篩分； 2)破碎、篩分； 3)破碎、烘烤、篩分； 4)烘烤、破碎、篩分； 5)破碎、洗滌、篩分； 6)破碎、篩分、洗滌、篩分； 7)烘烤、破碎、篩分、洗滌、篩分； 8)洗滌、篩分； 9)洗滌、篩分、破碎、篩分； 10)烘烤、篩分、洗滌、篩分； 11)破碎、烘烤、篩分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于所述分離處理流程以下流程中任意一種: 1)烘烤、破碎、篩分； 2)破碎、篩分、洗滌、篩分； 3)烘烤、破碎、篩分、洗滌、篩分； 4)破碎、烘烤、篩分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述分離鋰離子電池正負(fù)極片中極流體與活性材料的方法，其特征在于:所述鋰離子電池正負(fù)極片包括從鋰離子電池中拆解出的正負(fù)極片、鋰離子電池經(jīng)過破碎后的極片或鋰離子正負(fù)極片的邊角料，所述極流體包括鋰離子電池正極片中的鋁片和和負(fù)極片中的銅片，所述活性材料包括鋰離子電池的正極材料和負(fù)極材料。
【文檔編號(hào)】H01M10/54GK104183882SQ201310201111
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】李長(zhǎng)東, 譚群英, 唐紅輝, 周游, 李達(dá)飛 申請(qǐng)人:湖南邦普循環(huán)科技有限公司, 廣東邦普循環(huán)科技有限公司