CN106159371A - 一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法 - Google Patents

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陈兵
胡家佳
王晨旭
曹利娜
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Abstract

本发明公开一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法,其将废浆料在惰性气氛下加热，加入溶剂，机械搅拌混合；将混合浆料置放于容器中，离心分离，分层后的上、下层浆料抽滤后得到的湿粉料进行干燥，中层溶剂作为溶剂再利用；对干燥后的浆料进行筛分、分装。本发明首先对浆料进行加热预处理，再通过添加溶剂离心分离的方式回收利用正负极浆料物质，溶剂可循环再利用，具有工艺简单、操作性强、资源回收利用效率高等特点。

Description

一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法
技术领域
本发明属于电池回收处理领域，具体涉及一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法。
背景技术
锂离子电池自问世以来，由于其电压高、比能量高、寿命长等优点获得了人们的青睐，随着科学研究的不断发展以及人们日常需求，锂离子电池被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等民用及军事应用领域。随着锂离子电池的广泛应用，产量和消费量逐年攀升同时报废量也在增加，已大量进入失效、回收阶段，给环境造成了巨大的压力。如何回收废旧锂离子电池和资源化循环利用已成为社会普遍关注的问题，回收处理废旧锂离子电池不仅可以解决废旧电池所带来的一系列环境问题，而且能够实现资源的综合回收再利用。
使用直接回收利用法回收利用锂离子电池的关键技术是从电池块中分离活性物质粉末以及正负极活性材料之间的分离。典型的工艺是首先采用锤式粉碎机将整个电池及组分基本碎成细粉，该细粉包括正极活性物质、负极活性物质、来自集流体的铜粉和铝粉、来自电池壳的粒子、聚合物粘结剂以及隔膜等各种形式。这些成分的大部分可以通过筛分黑色物料或者磁吸附来除去。然而，由于正极活性物质与负极活性物质在形态方面的相似性，通常很难将它们彼此分离。
RSR技术建议使用常规的、通常用于采矿工业的浮选分离法来分离这两种成分。该方法一般包括将混合粉末与水混合在浮选分离中，这些粉末被选择性地功能化，例如粉末表面或者亲水性或者疏水性。分离过程中一般会在水性分离仓底产生气泡，随着气泡的上升，疏水性物质附着在上升的非水性气泡上的时间更长，而亲水性物质则在水相中停留的时间更长，结果疏水相被主要携带至浮选柱的顶部，而亲水性物质沉到底部。在分离电池材料时，石墨一般为疏水性的，随着气泡的流动被推到顶部，而一般正极活性物质则为亲水性的，一般沉到底部，由此实现两相的分离。但由于这些物质含有大量的聚合物粘结剂，使得包括粉末的这些材料表面化学性质类似。结果导致实践中，使用该方法对电池活性物质进行分离的效果非常差，相当量的正极活性物质的行为像石墨活性物质，浮到顶部，相当量的负极活性物质沉到底部。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法,包括以下步骤：
(1)将废浆料在惰性气氛下加热，加入溶剂，机械搅拌混合；
(2)将混合浆料置放于容器中，离心分离，分层后的上、下层浆料抽滤,得到的湿粉料于100-200℃温度下干燥0.5-2h，中层溶剂返回步骤(1)中作为溶剂再利用；
(3)对干燥后的浆料进行筛分、分装。
进一步方案，所述步骤(1)惰性气氛选自氮气、氦气、二氧化碳、氩气；所述加热温度为200-400℃，加热时间为1-2h。
进一步方案，所述步骤(1)废浆料为合浆工艺配方不正确而报废的正、负极浆料或由于搁置时间过长出现沉降现象的浆料；所述溶剂密度介于正极活性物质与负极活性物质之间。
进一步方案，所述步骤(1)机械搅拌采用旋桨式搅拌器进行搅拌，搅拌速度为5-10m/s，搅拌时间1-3h。
进一步方案，所述步骤(2)离心转速设置为1000-3000r/min，离心时间为1-2h。
进一步方案，所述步骤(3)干燥后的极浆料经过研磨，分别通过100目、200目、320目的筛网，收集到不同粒径的粉末分装待用。
本发明的有益效果：本发明首先对浆料进行加热预处理，再通过添加溶剂离心分离的方式回收利用正负极浆料物质，溶剂可循环再利用，具有工艺简单、操作性强、资源回收利用效率高等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
选用生产废浆料盛装于容器中，置放于烘箱中通入氩气保护，加热到300℃，保温1h，加入溶剂到加热预处理后的浆料中，溶剂为丙烯酸酯类与PVA聚乙烯醇的混合物，添加量为浆料总量的25％，置于旋桨式搅拌器搅拌2h，搅拌速率为8m/s，将搅拌后的混合浆料装于离心试管内，调至离心机转速为2000r/min，离心时间为1h，由于溶剂密度介于正极活性物质与负极活性物质之间，离心后的正负极活性物质分布于试管的底部和顶部，分别取出后进行抽滤，湿粉料在100℃温度下干燥2h，中间的溶剂盛装待用；干燥后的正负极料经过研磨，分别通过100目、200目、320目的筛网，收集到不同粒径的粉末分装待用。
实施例2
选用生产废浆料盛装于容器中，置放于烘箱中通入氩气保护，加热到200℃，保温2h，加入溶剂到加热预处理后的浆料中，溶剂为丙烯酸酯类与PVA聚乙烯醇的混合物，添加量为浆料总量的20％，置于旋桨式搅拌器搅拌3h，搅拌速率为5m/s，将搅拌后的混合浆料装于离心试管内，调至离心机转速为1000r/min，离心时间为1.5h，由于溶剂密度介于正极活性物质与负极活性物质之间，离心后的正负极活性物质分布于试管的底部和顶部，分别取出后进行抽滤，湿粉料在200℃温度下干燥0.5h，中间的溶剂盛装待用；干燥后的正负极料经过研磨，分别通过100目、200目、320目的筛网，收集到不同粒径的粉末分装待用。
实施例3
选用生产废浆料盛装于容器中，置放于烘箱中通入氩气保护，加热到400℃，保温1.5h，加入溶剂到加热预处理后的浆料中，溶剂为丙烯酸酯类与PVA聚乙烯醇的混合物，添加量为浆料总量的15％，置于旋桨式搅拌器搅拌1h，搅拌速率为10m/s，将搅拌后的混合浆料装于离心试管内，调至离心机转速为3000r/min，离心时间为2h，由于溶剂密度介于正极活性物质与负极活性物质之间，离心后的正负极活性物质分布于试管的底部和顶部，分别取出后进行抽滤，湿粉料在150℃温度下干燥1.5h，中间的溶剂盛装待用；干燥后的正负极料经过研磨，分别通过100目、200目、320目的筛网，收集到不同粒径的粉末分装待用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法,其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废浆料在惰性气氛下加热，加入溶剂，机械搅拌混合；
(2)将混合浆料置放于容器中，离心分离，分层后的上、下层浆料抽滤,得到的湿粉料于100-200℃温度下干燥0.5-2h，中层溶剂返回步骤(1)中作为溶剂再利用；
(3)对干燥后的浆料进行筛分、分装。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法,其特征在于，所述步骤(1)惰性气氛选自氮气、氦气、二氧化碳、氩气；所述加热温度为200-400℃，加热时间为1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法，其特征在于,步骤(1)废浆料为合浆工艺配方不正确而报废的正、负极浆料或由于搁置时间过长出现沉降现象的浆料；所述溶剂密度介于正极活性物质与负极活性物质之间。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法，其特征在于,所述步骤(1)机械搅拌采用旋桨式搅拌器进行搅拌，搅拌速度为5-10m/s，搅拌时间为1-3h。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法，其特征在于,所述步骤(2)离心转速设置为1000-3000r/min，离心时间为1-2h。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂动力电池废浆料的回收方法，其特征在于,所述步骤(3)干燥后的极浆料经过研磨，分别通过100目、200目、320目的筛网，收集到不同粒径的粉末分装待用。
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