CN107293814A - 一种超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法 - Google Patents

一种超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法，其包括如下步骤：将锂离子电池废旧物料加入超声波容器中，利用超声波对锂离子电池废旧物料的超声作用，使电极集流体与电极材料相分离；所述的锂离子电池废旧物料包括但不限于：废旧锂离子电池正极，废旧锂离子电池负极，废旧锂离子电池正极与负极的混合物，拆解后的废旧锂离子电池。本发明方法具有分离效率高、工艺简单、无污染、成本低等优点，可解决废旧锂离子电池的污染和资源化问题。

Description

一种超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法
技术领域
本发明是涉及一种超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法，属于电池回收技术领域。
背景技术
现在由于电子产品的报废越来越多，用于电子产品的锂离子电池的报废量也越来越大，如何环保回收锂离子电池也越来越重要。现有技术中已有关于锂离子电池的相关回收技术，如：中国专利申请CN01130735.8、发明名称为《从废锂离子电池中回收金属的方法》的发明中公开了一种回收方法，该发明虽然也能达到回收其中金属的目的，但在回收过程中采用了高温炉焙烧，并且还采用了加入酸溶蚀的手段，回收过程中不仅产生了新的环境污染，而且成本高、工艺复杂，不适合规模化回收要求！因此，研发一种效率高、无污染、成本低的回收锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法，将对解决废旧锂离子电池的污染和资源化问题具有重要价值和社会意义。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种分离效率高、工艺简单、无污染、成本低的超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法，包括如下步骤：将锂离子电池废旧物料加入超声波容器中，利用超声波对锂离子电池废旧物料的超声作用，使电极集流体与电极材料相分离；所述的锂离子电池废旧物料包括但不限于：废旧锂离子电池正极，废旧锂离子电池负极，废旧锂离子电池正极与负极的混合物，拆解后的废旧锂离子电池。
由于锂离子电池结构复杂、材料成分多，特别是其中的粘接剂(如：聚偏四氟乙烯)是非常稳定的材料，所以现在难以回收利用。目前采用的方法是直接焚烧，然后通过碱、酸处理；通过焚烧使其中的粘接剂(如：聚偏四氟乙烯)与氧气发生氧化反应，从而使粘接剂失效，使电极材料与电极集流体相分离。但这种处理方法会造成环境污染，同时其它材料(如：铝箔、锂盐等)也会与氧气同时发生化学反应，资源化回收率低。而本发明采用超声波的超声作用，就是通过物理作用使正负极材料从正负极上脱落，而其它的材料，如：正负极集流体仍然保持原状，整个分离过程中不产生化学反应，所以不仅资源化回收率高，而且不会产生任何化学污染。
作为一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行过滤，使电极集流体与电极材料相分开；因电极集流体是片状，而电极材料是粉状，因而通过过滤可使其分开。
作为另一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行干燥处理后再筛分，通过筛分使电极集流体与电极材料相分开；由于电极集流体是块状而电极材料是粉状，因而可以通过筛分将其分开，但由于超声处理是在水溶液中进行的，因此需要对超声处理后的混合物先进行干燥，然后进行筛分。
作为又一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行干燥处理后再风选，因电极集流体的比重大于电极材料，因此可以通过风选使电极集流体与电极材料相分开。
作为又一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行磁流体分离，由于电极集流体的比重大于电极材料，因而可以通过调整磁流体的表比重使电极集流体与电极材料相分开。当处理正负极混合物时，可先通过磁流体分离方法将正负极集流体与正负极材料分开，然后再进一步调整磁流体的表比重使正极集流体与负极集流体相分开。
作为又一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物放入液体中，由于电极集流体与电极材料的比重不同，因而可通过调节液体的比重使电极集流体与电极材料相分开。
作为优选方案，所述液体为溴化锂溶液；因为电极材料的比重较大，一般在2.2左右，一般溶液的比重达不到，而溴化锂溶液的比重可以超过电极材料的比重，因此采用溴化锂溶液可实现电极集流体与电极材料的分开。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、环保：在回收过程中，没有废水、废气及废渣产生。
2、资源化：在分离过程中，正极集流体、负极集流体、正极材料、负极材料都保持原状，没有发生任何化学性质的改变，都能得到回收利用，资源化回收利用率非常高。
附图说明
图1是实施例1提供的超声分离锂离子电池负极的方法的工艺流程图；
图2是实施例2提供的超声分离锂离子电池正极的方法的工艺流程图；
图3是实施例3提供的一种超声分离锂离子电池正负极的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细阐述：
实施例1
参照图1，本实施提供的超声分离锂离子电池负极的方法的工艺流程如下：
首先，将从生产中产生的或从废弃锂离子电池中分离的负极放入超声波发生器里进行超声处理，通过超声处理使原来粘接在一起的负极材料与负极集流体相分离，从而使负极材料从负极集流体上脱离下来；
然后，将超声处理后的负极集流体和负极材料进行过滤干燥后再进行风选；由于负极集流体的比重比负极材料大，因而可使负极集流体与负极材料相分开，分别得到负极集流体和负极材料。
实施例2
参照图2，本实施例提供的超声分离锂离子电池正极的方法的工艺流程如下：
首先，将从生产中产生的或从废弃锂离子电池中分离的正极放入超声波发生器里进行超声处理，通过超声处理使正极材料与正极集流体相分离，从而使正极材料从正极集流体上脱离下来；
然后，将超声处理后的正极集流体和正极材料进行过滤后再进行比重分选；由于正极集流体的比重比正极材料大，当所用比重分选的溶液的比重大于正极材料而小于正极集流体时，正极材料将浮在溶液的上面，因而会使正极集流体与正极材料相分开，分别得到正极集流体和正极材料；所用溶液优选为溴化锂溶液。
实施例3
参照图3，本实施例提供的一种超声分离锂离子电池正负极的方法的工艺流程如下：
首先，将从生产中产生的或从废弃锂离子电池中分离的正负极放入超声波发生器里，加入溴化锂溶液里，形成正负极混合物水溶液进行超声处理，通过超声处理使正负极材料与正负极集流体相分离，得到正负极材料和正负极集流体的水溶液，从而使正负极材料从正负极集流体上脱离下来；
然后，将超声处理后的正负极材料和正负极集流体进行比重分选，由于其中的正负极材料的比重小于溴化锂溶液，而正负极集流体的比重比正负极材料大，因而，正负极材料将浮在溶液的上面，从而可使正负极集流体与正负极材料分开，分别得到正负极集流体和正负极材料；
再对正负极集流体进行磁流体分离，即可分别得到正极集流体和负极集流体。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种超声分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法，其特征是，所述方法包括如下步骤：将锂离子电池废旧物料加入超声波容器中，利用超声波对锂离子电池废旧物料的超声作用，使电极集流体与电极材料相分离；所述的锂离子电池废旧物料包括但不限于：废旧锂离子电池正极，废旧锂离子电池负极，废旧锂离子电池正极与负极的混合物，拆解后的废旧锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行过滤，使电极集流体与电极材料相分开。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行干燥处理后再筛分，通过筛分使电极集流体与电极材料相分开。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行干燥处理后再风选，通过风选使电极集流体与电极材料相分开。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物进行磁流体分离，通过调整磁流体的表比重使电极集流体与电极材料相分开。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述方法还包括如下步骤：将超声作用后的混合物放入液体中，通过调节液体的比重使电极集流体与电极材料相分开。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述液体为溴化锂溶液。
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