CN101587974A

CN101587974A - 锂离子电池正负极片上化学物质的处理再生方法

Info

Publication number: CN101587974A
Application number: CNA2009100821017A
Authority: CN
Inventors: 杨建锋; 雷向利; 吴宁宁; 其鲁
Original assignee: CITIC Guoan Mengguli New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: CITIC Guoan Mengguli New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2009-11-25

Abstract

一种锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法。该方法包括以下步骤：(1)将生产锂离子电池过程中不合格极片浸泡在对应的溶剂中，如非水性极片浸泡于N－甲基吡咯烷酮(NMP)中；水性极片浸泡于纯净水中，使其极片上的化学物质剥离集流体并充分溶散于溶剂中，经过滤后得到再生液。(2)对步骤(1)得到的再生液进行补料处理。用生产中配制浆料所用的溶剂浸泡极片，使得极片上的化学物质剥离集流体并充分溶散于溶剂中经过滤后得到再生液，在再生液中补充各种成分料，直到满足锂离子电池正常浆料黏度为止。本方法属于纯物理方法，再生过程不会引入杂质，处理后的浆料可以直接用于电池极片拉浆，降低电池的生产成本。

Description

锂离子电池正负极片上化学物质的处理再生方法

技术领域

本发明涉及一种有效处理再生锂离子电池极片上化学物质的方法。

背景技术

在锂离子电池制作过程中，由于操作不当、涂布不均匀、部分掉料、尺寸不合格等因素引起大量锂离子电池极片不能满足电池生产质量要求而成为不合格品。对于这些极片，生产中一般作为废旧物料售卖，但有的极片浆料中含有大量贵金属元素，作为废旧物料如果处理不当有可能造成环境污染，而且作为废旧物料造成浪费从而增加了电池生产成本。郭雅峰等人(电子元件与材料，超声辅助处理回收锂离子电池正极材料，Vol.26 No.5，2007)选取适当的有机溶剂，采用超声溶解极片粉料的方法回收废旧电池钴元素。谭海翔等人(电源技术，钴酸锂废极片中钴回收新工艺研究，Vol.31 No.4，2007)采用硫酸+双氧水体系对钴酸锂废极片进行浸出，钴的回收率可以达到97％等。此种方法回收的是废旧电池的极片，而且回收方法复杂，成本较高，对于较便宜的锰酸锂、石墨等极片不经济。目前对未组装成电池的不合格极片上化学物质的再生处理还没有引起人们高度重视，因此开发一种实用、有效的锂离子电池不合格极片上化学物质的处理再生方法对节约资源、降低电池生产成本、保护环境有积极的意义。

发明内容

本发明提供一种有效处理再生锂离子电池极片上化学物质的方法。

为解决上述问题，提出本发明的设计思路，将生产锂离子电池过程中不合格极片浸泡在生产中配制浆料所用的溶剂中(N-甲基吡咯烷酮(简称NMP)、纯净水等)，如非水性极片浸泡于NMP中，水性极片浸泡于纯净水中，使其极片上的化学物质剥离集流体并充分溶散于溶剂中经过滤后得到再生液，然后将再生液按照原极片浆料中各成分料的质量百分比补充各种成分料，使得浆料黏稠度符合电池极片拉浆要求。在此过程中，浆料未引入新的成分，处理后的浆料与新配制浆料的性状相同，可以再用于电池极片拉浆。

需要根据以下具体步骤解决技术问题：

1.除去锂离子电池极片的表面尘土，然后在100℃烘箱中干燥24h，除去极片中的水分。

2.按照需要将烘烤后的锂离子电池极片裁剪到合适的尺寸，放入搅拌罐中，加入一定量的对应溶剂，充分搅拌1～2.5h，让极片上的化学物质充分溶散，集流体清晰可见。

3.选取100～500目的筛子，将搅拌后的物质过筛处理，筛下物为再生液，筛上过滤物主要为集流体；用一定量的溶剂冲洗过滤物，冲洗液与再生液充分混合。

4.筛子上面的过滤物通过简单的水洗可以有效回收集流体。

5.按照正常电池极片浆料中各成分料的质量百分比，在再生液中补充各种成分料，使得浆料黏稠度符合电池极片拉浆要求。

本发明方法采用生产中配制浆料所用的溶剂浸泡锂离子电池极片，然后按照正常电池极片浆料中各成分料的质量百分比在再生液中补充各种成分料，使得浆料黏稠度符合电池极片拉浆要求，按照本发明方法处理后得到的浆料可以直接用于电池极片拉浆，制作电池性能与正常浆料制作的电池性能基本相同。本方法属于纯物理方法，不会引入任何杂质，操作简单，易于实施，对节约资源、降低电池生产成本、保护环境有积极的意义。

附图说明：

图1是再生料与正常料根据循环次数的放电容量保持率。

具体实施方式：

实施例1

取集流体为铝箔的LiMn₂O₄正极极片2000g(其中极片上化学物质重约1800g)，100℃烘箱中干燥24h后放入搅拌罐中，往其中加入4000g NMP，搅拌1.5h后，将所得物倒入筛子，过滤得到再生液。按照原LiMn₂O₄正极极片浆料中各成分料的质量百分比，在再生液中补充各种成分料，使得浆料黏稠度达到2500cp，符合电池极片拉浆要求，然后直接用作正极极片拉浆。其中筛子上面的过滤物烘干，称其质量约为440g，即再生率约为87％。

实施例2

取集流体为铜箔的不合格石墨负极极片2000g(其中极片上粉料重约1100g)放入搅拌罐中，往其中加入4200g水，搅拌2h后，将所得物倒入筛子，过滤得到再生液。按照原石墨负极极片浆料中各成分料的质量百分比，在再生液中补充各种成分料，使得浆料黏稠度达到1500cp，符合电池负极极片拉浆要求，然后直接用作负极极片拉浆。其中筛子上面过滤物烘干，称其质量约为1120g，即再生率约为80％。

采用实施例1中制作的LiMn₂O₄正极极片和实施例2中制作的石墨负极极片，并注入1.0mol/L LiPF₆(EC∶DEC∶DMC＝1∶1∶1)型的电解液，制作成5Ah铝塑膜锂离子电池。在常温下电池1C电流循环寿命如下图，电池循环700圈后，容量保持约为初始容量的80％，与正常浆料制作的电池性能基本相同。

Claims

1.一种锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将处理干净的锂离子电池不合格极片浸泡在对应的溶剂中，即非水性极片浸泡于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中；水性极片浸泡于纯净水中，使其极片上的化学物质从集流体上剥离并充分溶散于溶剂中，经过滤后得到再生液；

(2)对步骤(1)所得到的再生液进行补料处理，得到所需的电池浆料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中处理再生的锂离子电池极片是在生产电池过程中未组装成电池的不合格极片。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中步骤(1)浸泡极片的溶剂与生产极片配料时的溶剂相同，不会引入任何添加成分。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中在步骤(1)中控制极片和相应溶剂的质量比例，不同锂离子电池极片与相应溶剂的质量比例不同。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中极片与相应溶剂的质量比为1∶2～1∶5。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中在步骤(1)中还包括搅拌过程。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中在搅拌过程中搅拌时间是1～2.5h。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中控制步骤(2)按照原极片浆料中各成分料的质量百分比补充各种成分料，使浆料黏度符合极片拉浆黏度。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中当NMP溶剂浸泡LiMn₂O₄极片料时，补料后浆料在室温下黏度为2000～4000cp；当纯净水浸泡石墨极片时，补料后浆料在室温下黏度为1000～3000cp。

10.根据权利要求1所述锂离子电池极片上化学物质的处理再生方法，其中在步骤(1)之前，还包括对锂离子电池极片进行除尘、干燥处理步骤。