本發(fā)明涉及一種電池的回收方法，具體說，是涉及一種利用熱裂解回收鋰離子電池廢棄物的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在由于電子產(chǎn)品的報廢越來越多，用于電子產(chǎn)品的鋰離子電池的報廢量也越來越大，如何環(huán)?；厥珍囯x子電池也越來越重要?，F(xiàn)有技術(shù)中已有關(guān)于鋰離子電池的相關(guān)回收技術(shù)，如：中國專利申請cn01130735.8、發(fā)明名稱為《從廢鋰離子電池中回收金屬的方法》，該發(fā)明雖然也能達(dá)到回收其中金屬的目的，但在回收過程中采用了高溫爐焙燒，并且還采用了加入酸溶蝕的手段，回收過程中不僅產(chǎn)生了新的環(huán)境污染，而且成本高、工藝復(fù)雜，不適合規(guī)?；厥找?。因此，研發(fā)一種效率高、無污染、成本低的回收鋰離子電池廢棄物的方法，將對解決廢棄鋰離子電池的污染和資源化問題具有重要價值和社會意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種分離效率高、工藝簡單、無污染、成本低的利用熱裂解回收鋰離子電池廢棄物的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用熱裂解回收鋰離子電池廢棄物的方法，所述的鋰離子電池廢棄物來源于廢舊鋰離子電池或鋰離子電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢品，包括電池芯，所述的電池芯包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液，所述的正極包括正極材料、正極集流體和正極極耳，所述的負(fù)極包括負(fù)極材料、負(fù)極集流體和負(fù)極極耳；所述方法是使所述的鋰離子電池廢棄物在真空或氣體保護(hù)下進(jìn)行加熱，通過加熱作用使粘接正極材料與正極集流體的粘接劑或/和使粘接負(fù)極材料與負(fù)集流體的粘接劑或/和隔膜分解，從而使正極材料與正極集流體分離或/和使負(fù)極材料與負(fù)極集流體分離或/和使隔膜上粘附的正極材料和負(fù)極材料與隔膜相分離。

由于鋰離子電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料成分多，特別是其中的粘接劑是非常穩(wěn)定的材料如聚偏四氟乙烯，所以現(xiàn)在難以回收利用。目前采用的方法是直接焚燒，然后通過堿、酸處理，焚燒的目的是使其中的粘接劑聚偏四氟乙烯與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，從而使粘接劑摻合料失 效，正負(fù)極材料從正負(fù)極上脫落，同時其中的隔膜也會發(fā)生燃燒。但這種處理方法會造成污染，同時其它材料如鋁箔、鋰鹽等也會與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，回收率低。而本發(fā)明采用的是熱裂解法，就是通過加熱的方式使聚偏四氟乙烯分解成小分子，粘接失效，正負(fù)極材料從正負(fù)極上脫落。因在分解過程中是在真空或氣體保護(hù)條件下，因此不會與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其它的材料仍然保持原狀，所以材料回收率高。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述氣體是不與需要處理的鋰離子電池廢棄物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。由于氣體不參與化學(xué)反應(yīng)，所以回收率高。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，加熱溫度不低于粘接劑的分解或分離溫度。當(dāng)加熱的溫度大于粘接劑的分解或分離溫度才會使正負(fù)極材料從正負(fù)極上脫落，如聚偏四氟乙烯的分解溫度是從390度開始分解。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述加熱溫度在隔膜的分解溫度以上。當(dāng)加熱溫度達(dá)到隔膜的分解溫度后，隔膜就會變成油或氣排出，如聚乙烯在400度以上開始分解。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，對所述的鋰離子電池廢棄物進(jìn)行加熱時，通過回收裝置對所分解的氣體進(jìn)行回收。因分解會產(chǎn)生氟化物、油或/和氣，因此通過回收一方面可以減少污染，另一方面可以再利用。例如：在氣體回收裝置里加入氫氧化鈉溶液可以將氟化氫吸收后反應(yīng)生成氟化鈉。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，將分解產(chǎn)物進(jìn)行篩分，使分解所得的正極材料、負(fù)極材料與正極集流體、負(fù)極集流體相分離。因正極材料、負(fù)極材料是粉狀，而正極集流體、負(fù)極集流體是片狀，另外兩者的比重也不同，因此通過篩分可使其相分離。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，將分離得到的正極材料與負(fù)極材料的混合物進(jìn)行焙燒處理，使正極材料與負(fù)極材料相分離。由于現(xiàn)在的負(fù)極材料是石墨粉，通過焙燒石墨粉氧化成二氧化碳?xì)怏w逸出，從而只剩下正極材料，實(shí)現(xiàn)兩者的分離。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，將分離得到的帶有正極極耳的正極集流體或/和帶有負(fù)極極耳的負(fù)極集流體進(jìn)行破碎，然后采用磁流體分選法或磁選法使極耳與集流體相分離。由于現(xiàn)在的極耳是采用金屬鎳，因鎳有磁性而銅沒有，因此通過磁選可以實(shí)現(xiàn)兩者的分離。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，當(dāng)正極與負(fù)極混合在一起時，將混合物放入到溶液里，所述溶液的比重需大于正極小于負(fù)極，從而使正負(fù)極通過比重原理相分離，再分別進(jìn)行回收處理。因?yàn)橄葘⒒旌显谝黄鸬恼龢O與負(fù)極分開，將會使后面的回收處理變簡單。由于正極與負(fù)極的比重不同，例如：正極是鋁箔上粘附正極材料，比較輕，而負(fù)極是銅箔，比較重，當(dāng)將 正極與負(fù)極的混合物放入到溶液里，所述溶液的比重大于正極小于負(fù)極時，正極會浮在溶液的表面，負(fù)極會沉在溶液的下面，從而實(shí)現(xiàn)兩者的分離。

作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，當(dāng)篩分得到的正極集流體與負(fù)極集流體混合在一起時，利用兩者的熔點(diǎn)或/和比重差異使兩者分離。如當(dāng)正極集流體是鋁箔而負(fù)極集流體是銅箔時，當(dāng)溶液的比重大于鋁的比重時，負(fù)極集流體會沉入到溶液里而正極集流體會浮在溶液表面，從而實(shí)現(xiàn)兩者的分離。同樣也可利用兩者熔點(diǎn)的區(qū)別，使正極集流體與負(fù)極集流體混合物中的鋁箔熔化成液體而銅箔仍然保持原狀，從而實(shí)現(xiàn)兩者的分離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、環(huán)保：在回收過程中，沒有廢水、廢氣及廢渣產(chǎn)生。

2、資源化：對其中的正極集流體、負(fù)極集流體、正極材料、隔膜都能進(jìn)行回收利用。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1提供的一種對廢棄鋰離子電池的負(fù)極資源化回收的工藝流程圖。

圖2是實(shí)施例2提供的一種對廢棄鋰離子電池的正極資源化回收的工藝流程圖。

圖3是實(shí)施例3提供的一種對廢棄鋰離子電池的隔膜資源化回收的工藝流程圖。

圖4是實(shí)施例4提供的一種對鋰離子電池的正、負(fù)極混合物進(jìn)行資源化回收的工藝流程圖。

圖5是實(shí)施例5提供的一種對鋰離子電池的正、負(fù)極及隔膜混合物進(jìn)行資源化回收的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)闡述：

實(shí)施例1

參照圖1所示，本實(shí)施例提供的是一種對廢棄鋰離子電池的負(fù)極進(jìn)行資源化回收的工藝，具體流程如下：

將從生產(chǎn)中產(chǎn)生的或從廢棄鋰離子電池中分離的負(fù)極放入高溫?zé)崃呀鉅t里進(jìn)行加熱，通過加熱使粘接負(fù)極材料與負(fù)極集流體的粘接劑裂解，從而使負(fù)極材料從集流體上脫離下來。由于通常用于粘接負(fù)極材料與負(fù)極集流體的粘接劑是聚偏四氟乙烯，而聚偏四氟乙烯是從390度開始分解，因此高溫裂解爐的溫度一般控制在400-450度。使加熱裂解產(chǎn)生的 氣體排出，對排出的氣體進(jìn)行氣體吸收，然后綜合利用；爐內(nèi)剩下的是負(fù)極集流體和負(fù)極材料的混合物，通過篩分可得到相分離的負(fù)極材料和負(fù)集流體；由于負(fù)集流體上焊接有負(fù)極極耳，而負(fù)極極耳一般是由鎳制成，負(fù)極集流體一般由銅制成，因鎳具有磁性，而銅沒有磁性，因此通過對負(fù)集流體進(jìn)行粉碎后再進(jìn)行磁選，可得到相分離的負(fù)極極耳和負(fù)極集流體。

實(shí)施例2

參照圖2所示，本實(shí)施例提供的是一種對廢棄鋰離子電池的正極進(jìn)行資源化回收的工藝，具體流程如下：

將從生產(chǎn)中產(chǎn)生的或從廢棄鋰離子電池中分離的正極放入高溫?zé)崃呀鉅t里進(jìn)行加熱，通過加熱使粘接正極材料與正極集流體的粘接劑裂解，從而使正極材料從正集流體上脫離下來。由于通常用于粘接正極材料與正極集流體的粘接劑是聚偏四氟乙烯，而聚偏四氟乙烯是從390度開始分解，因此高溫裂解爐的溫度一般控制在400-450度。使加熱裂解產(chǎn)生的氣體排出，對排出的氣體進(jìn)行氣體吸收，然后綜合利用；爐內(nèi)剩下的是正極集流體和正極材料的混合物，通過篩分可得到相分離的正極材料和正集流體。

實(shí)施例3

參照圖3所示，本實(shí)施例提供的是一種對廢棄鋰離子電池的隔膜進(jìn)行資源化回收的工藝，具體流程如下：

將從廢棄鋰離子電池中分離的隔膜放入高溫?zé)崃呀鉅t里進(jìn)行加熱，通過加熱使隔膜裂解。由于通常采用的隔膜是由聚乙烯或聚丙烯制成，而聚乙烯或聚丙烯的分解溫度在400-430度，因此將爐溫控制在400-450度。使加熱裂解產(chǎn)生的氣體排出，對排出的氣體進(jìn)行氣體吸收，然后綜合利用；爐內(nèi)剩下的是從隔膜上脫落下來的正極材料和負(fù)極材料的混合物，通過比重原理可使正極材料與負(fù)極材料相分離。

實(shí)施例4

參照圖4所示，本實(shí)施例提供的是一種對鋰離子電池的正、負(fù)極混合物進(jìn)行資源化回收的工藝，具體流程如下：

將從生產(chǎn)中產(chǎn)生的或從廢棄鋰離子電池中分離的正極和負(fù)極的混合物放入高溫?zé)崃呀鉅t里進(jìn)行加熱，通過加熱使粘接正極材料與正集流體的粘接劑及粘接負(fù)極材料與負(fù)極集流體的粘接劑裂解，從而使正極材料從正極集流體上脫離下來及負(fù)極材料從負(fù)極集流體上脫離下來。由于通常用于粘接正極材料與正極集流體及粘接負(fù)極材料與負(fù)極集流體的粘接劑 均是聚偏四氟乙烯，而聚偏四氟乙烯是從390度開始分解，因此高溫裂解爐的溫度一般控制在400-450度。使加熱裂解產(chǎn)生的氣體排出，對排出的氣體進(jìn)行氣體吸收，然后綜合利用；爐內(nèi)剩下的是正、負(fù)極材料和正、負(fù)極集流體的混合物，通過篩分可得到相分離的正、負(fù)極材料的混合物和正、負(fù)極集流體的混合物；對得到的正、負(fù)極材料的混合物通過比重原理進(jìn)行分離，得到相分離的正極材料和負(fù)極材料；對得到的正、負(fù)極集流體的混合物通過比重原理進(jìn)行分離，得到相分離的正極集流體和負(fù)極集流體；對得到的負(fù)集流體進(jìn)行粉碎后再進(jìn)行磁選，可得到相分離的負(fù)極極耳和負(fù)極集流體。

實(shí)施例5

參照圖5所示，本實(shí)施例提供的是一種對鋰離子電池的正、負(fù)極及隔膜混合物進(jìn)行資源化回收的工藝，具體流程如下：

將從生產(chǎn)中產(chǎn)生的或從廢棄鋰離子電池中分離的正、負(fù)極和隔膜的混合物放入高溫?zé)崃呀鉅t里進(jìn)行加熱，通過加熱使粘接正極材料與正集流體的粘接劑及粘接負(fù)極材料與負(fù)極集流體的粘接劑以及隔膜均發(fā)生裂解，從而使正極材料從正極集流體上脫離下來及負(fù)極材料從負(fù)極集流體上脫離下來。由于通常用于粘接正極材料與正極集流體及粘接負(fù)極材料與負(fù)極集流體的粘接劑均是聚偏四氟乙烯，通常采用的隔膜是由聚乙烯或聚丙烯制成，而聚偏四氟乙烯是從390度開始分解，聚乙烯或聚丙烯的分解溫度在400-430度，因此將爐溫控制在400-450度。使加熱裂解產(chǎn)生的氣體排出，對排出的氣體進(jìn)行氣體吸收，然后綜合利用；爐內(nèi)剩下的是正、負(fù)極材料和正、負(fù)極集流體的混合物，通過篩分可得到相分離的正、負(fù)極材料的混合物和正、負(fù)極集流體的混合物；對得到的正、負(fù)極材料的混合物通過比重原理進(jìn)行分離，得到相分離的正極材料和負(fù)極材料；對得到的正、負(fù)極集流體的混合物通過比重原理進(jìn)行分離，得到相分離的正極集流體和負(fù)極集流體；對得到的負(fù)集流體進(jìn)行粉碎后再進(jìn)行磁選，可得到相分離的負(fù)極極耳和負(fù)極集流體。

最后有必要在此說明的是：以上實(shí)施例只用于對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。