CN107069078B - 一种锂离子电池极片材料的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池极片材料的回收方法，属于废旧锂离子电池回收处理技术领域。本发明的锂离子电池极片材料的回收方法，包括：将极片粉分选，然后将剩余极片细粉挤压，筛分，得到筛上的饼状集流体金属颗粒和筛下的电极材料粉体；所述极片粉为将正极片或负极片粉碎后得到的粉体。本发明的回收方法，工艺简单，利用金属铝和铜延展性良好的特点，将分选后的极片细粉挤压，极片粉中的铝颗粒或铜颗粒会被挤压为饼状，而其他颗粒进一步被粉碎为更细小的颗粒，再通过筛分将饼状的铝颗粒或铜颗粒与其他颗粒分开，既提高了得到的电极材料粉体的纯度，又提高了铝或铜的回收效率，并且整个过程不需要任何化学试剂，不产生二次污染。

Description

一种锂离子电池极片材料的回收方法

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池极片材料的回收方法，属于废旧锂离子电池回收处理技术领域。

背景技术

随着国家对电动汽车的大力推广，未来将有大量动力锂电池面临报废的问题，根据中国汽车技术研究中心的预计，我国废弃电池的回收率不足2％，而废旧锂离子电池中含有大量可利用的资源，例如铝，铜等有价金属以及石墨，正极材料等；如果这些废旧锂电池处理不当，将造成很大的资源浪费和环境污染。

目前，锂离子电池中的主要有价回收物质为铜、铝、正极粉料及负极粉料，并且90％以上有价回收物质都在锂电池正负极片上，其中锂电池正极片为铝箔涂敷正极材料，锂电池负极片为铜箔涂敷负极材料。如何提高铜、铝、正极材料及负极材料回收率及纯度，是急需解决的问题。目前大多采用化学方法提高回收物料纯度，但是这些方法使用大量的有机试剂包括酸、萃取剂，会对环境造成二次污染。

现有技术中，申请公布号为CN104183887A的中国发明专利申请文件公开了一种废旧LiCoO₂电池绿色拆解分离回收的方法，先将电池进行短路放电处理，然后拆开电池放出电解液；人工分离得到正极片、负极片、隔膜和外壳，清洗并烘干；分别将正极片和负极片机械粉碎，粉碎的负极片浸在去离子水搅拌、清洗、过滤，烘干，分别得到负极材料与干净的铜箔片；粉碎后的正极片在马弗炉中煅烧以去除粘结剂，然后过标准筛，得到含有少量正极材料的铝箔片、含有少量铝屑的正极粗粉料a，将含有少量正极材料的铝箔片进行清洗、过滤、烘干，得到干净的铝箔和含有少量铝屑的正极粗粉料b；将正极粗粉料a和正极粗粉料b混合、球磨，过筛去除铝屑，然后在马弗炉中煅烧去除导电剂，得到正极材料细粉料。虽然该方法能够提高回收物料的纯度，但是工艺复杂，并且能耗较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、低能耗的锂离子电池极片材料的回收方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锂离子电池极片材料的回收方法，包括：将极片粉挤压，筛分，得到筛上的饼状集流体金属颗粒和筛下的电极材料粉体；所述极片粉为将正极片或负极片粉碎后得到的粉体。

本发明的锂离子电池极片材料的回收方法，工艺简单。由于极片在粉碎的过程中，，极片材料容易从集流体体上脱落变成粉状，而集流体体碎片则容易团成球状或块状的颗粒；利用金属铝和铜延展性良好的特点，将粉碎后的极片细粉挤压，极片粉中的铝颗粒或铜颗粒会被挤压为饼状，而其他颗粒进一步被粉碎为更细小的颗粒，再通过筛分将饼状的铝颗粒或铜颗粒与其他颗粒分开，既提高了得到的电极材料粉体的纯度，又提高了铝或铜的回收效率，并且整个过程不需要任何化学试剂，不产生二次污染。

优选的，先将极片粉进行分选去除大粒径集流体碎片颗粒，再将剩余电极材料细粉进行挤压。分选可以采用筛选，或先风选、再筛选的方式。采用先风选、再筛选的方式可以从极片粉中分离出大约95％(质量百分比)集流体，但仍有约占剩余电极材料细粉总质量5％的集流体碎片颗粒混入正/负极极片粉里。

优选的，所述极片粉的粒径小于5mm。更优选的，极片粉的粒径为50～100目。所述分选为先将极片粉进行风选，然后筛选。

所述挤压为辊压或辊磨。辊压采用辊压机。辊磨采用辊磨机。

所述辊磨机的目数和筛分时采用筛网的目数相同。

所述筛分为超声振动筛筛分。

上述锂离子电池极片材料的回收方法，还包括：将得到的极片粉重复进行挤压、筛分。多次进行挤压、筛分能够进一步提高电极材料粉体的纯度，并且能够提高铝或铜的回收率。挤压采用辊磨机，重复进行辊磨、筛分时，辊磨和筛分采用的目数小于前一次采用的目数。

附图说明

图1为实施例4的锂离子电池极片材料的回收方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

各实施例中风选所采用的设备为旋风分离器；风选后的筛选所采用的筛网的目数为50-100目。

实施例1

本实施例的锂离子电池极片材料的回收方法，包括以下步骤：

1)将回收的锂离子电池放电、排出电解液，然后破碎分选或拆解得到正极极片，再将正极极片粉碎得到目数为50～100目的正极极片粉；

2)通过先风选，然后再筛选的方式从步骤1)所得的正极极片粉中分离出大约95％(重量百分比)金属铝集流体，剩余的为含铝大约5％(占正极材料细粉的质量百分比)的正极材料细粉；

3)将正极材料细粉用300目的辊磨机辊磨，然后采用300目的超声振动筛筛分，得到筛上的饼状的集流体金属铝颗粒和筛下的正极材料粉体；其中正极材料粉体纯度能达到97％以上。

实施例2

本实施例的锂离子电池极片材料的回收方法，包括以下步骤：

1)将回收的锂离子电池放电、排出电解液，然后破碎分选或拆解得到负极极片，再将得到的负极极片粉碎得到目数为50～100目的负极极片粉；

2)通过先风选，然后再筛选的方式从步骤1)所得的负极极片粉中分离出大约95％(质量百分比)金属铜集流体，剩余的为含铜大约5％(占负极材料细粉的质量百分比)的负极材料细粉；

3)将负极材料细粉采用300目的辊压机辊压，然后采用300目的超声振动筛筛分，得到筛上的饼状的集流体金属铜颗粒和筛下的负极材料粉体；其中负极材料粉体纯度能达到97％以上。

实施例3

本实施例的锂离子电池极片材料的回收方法，包括以下步骤：

1)将回收的锂离子电池放电、排出电解液，然后拆解得到正极极片，再将得到的正极极片粉碎得到目数为50～100目的正极极片粉；

2)通过先风选，然后再筛选的方式从步骤1)所得的正极极片粉中分离出大约95％(质量百分比)金属铝集流体，剩余的为含铜大约5％(占正极材料细粉的质量百分比)的正极材料细粉；

3)将正极材料细粉采用300目的辊压机辊压，然后采用300目的超声振动筛筛分，得到筛上的饼状的集流体金属铝颗粒a和筛下的正极材料粉体a；

4)将步骤2)得到的正极材料粉体a采用500目的辊压机辊压，再采用500目的超声振动筛筛分，得到筛上的饼状的集流体金属铝颗粒b和纯度更高的正极材料粉体；其中正极材料粉体纯度能达到98％以上；

5)将步骤3)得到的铝颗粒a和步骤4)得到的铝颗粒b混合。

实施例4

本实施例的锂离子电池极片材料的回收方法，如图1所示，包括以下步骤：

1)将回收的锂离子电池放电、排出电解液，然后拆解得到负极极片，再将得到的铜极极片粉碎得到目数为50～100目的负极极片粉；

2)通过先风选，然后再筛选的方式从步骤1)所得的负极极片粉中分离出大约95％(占正极材料细粉的质量百分比)金属铜基材，剩余的为含铜大约5％(占负极材料细粉的质量百分比)的负极材料细粉；

3)将负极材料细粉采用300目的辊磨机辊磨，然后采用300目的超声振动筛筛分，得到筛上的饼状的集流体金属铜颗粒a和筛下的负极材料粉体a；

4)将步骤2)得到负极材料粉体a采用500目的辊磨机辊磨，再采用500目的超声振动筛筛分，得到集流体金属铜颗粒b和纯度更高的负极材料粉体b；

5)将步骤3)得到的负极材料粉体b采用800目的辊磨机辊磨，再采用800目的超声振动筛筛分，得到集流体金属铜颗粒c和纯度更高的负极材料粉体；其中负极材料粉体纯度能达到99％以上；

6)将步骤3)得到的铜颗粒a、步骤4)得到的铜颗粒b和步骤5)得到的铜颗粒c混合。

Claims (3)

1.一种锂离子电池极片材料的回收方法，其特征在于：包括：将回收的锂离子电池放电、排出电解液，然后破碎分选或拆解得到极片，再将极片粉碎得到目数为50～100目的极片粉；然后先将极片粉进行分选去除大粒径集流体碎片颗粒，再将剩余电极材料细粉进行挤压、筛分，将剩余电极材料细粉挤压，细粉中的铝颗粒或铜颗粒会被挤压为饼状，而其他颗粒进一步被粉碎为更细小的颗粒，再通过筛分将饼状的铝颗粒或铜颗粒与其他颗粒分开，得到筛上的饼状集流体金属颗粒和筛下的电极材料粉体；所述挤压为辊压或辊磨；所述筛分为超声振动筛筛分。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片材料的回收方法，其特征在于：所述辊磨采用辊磨机，所述辊磨机的目数和筛分时采用筛网的目数相同。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片材料的回收方法，其特征在于：还包括：将得到的电极材料粉体重复进行挤压、筛分。