CN107293815A - 一种分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的方法，所述方法是将锂离子电池废旧物料和研磨体加入容器中，使研磨体与锂离子电池废旧物料间产生相互运动，通过相互运动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，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，可解决废弃锂离子电池的污染和资源化问题。

Description

一种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和研磨体加入容器中，使研磨体与锂离子电池废旧物料间产生相互运动，通过相互运动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，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。而本发明采用的方法，就是通过相互运动的机械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。
作为优选方案，通过容器的旋转使研磨体与锂离子电池废旧物料间产生相互运动；因为容器旋转时会带动研磨体向上运动，而研磨体在重力作用下，从上向下落时会与锂离子电池废旧物料发生摩擦撞击作用，因而会使电极集流体与电极材料相分离；并且，容器的旋转运动能够使容器里面所有的研磨体产生运动，分离效率高。
作为一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将相互运动后的混合物进行筛分，通过筛分使电极集流体与电极材料相分开；由于电极集流体是片状结构，而电极材料是粉状，因而可通过筛分使两者分开。
作为另一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将相互运动后的混合物进行风选，通过风选使电极集流体与电极材料相分开；由于电极材料的比重小于电极集流体，风选能够将比重小的电极材料抽出，从而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：将相互运动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；由于电极材料与电极集流体的比重不同，电极材料的比重小于电极集流体，因而通过调整磁流体的表比重，使表比重大于电极材料而小于电极集流体，从而可使两者相分开。
作为又一种实施方案，所述的方法还包括如下步骤：将相互运动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；由于一般液体的比重小于电极材料，当所述液体为溴化锂溶液时，特别是溴化锂的饱和溶液时，因溶液比重大于电极材料，因而会使电极材料在溶液中浮起，实现两者的分开。
作为优选方案，对分离后的锂离子电池废旧物料进行磁选，通过磁选作用使其中的电极极耳分离出来。因为锂离子电池通常是通过极耳输入输出电流，极耳一般是采用金属镍材料，因金属镍具有磁性，因此可以通过磁选将其分离；同样，也可以对分离后的电极集流体进行磁选，通过磁选作用使其中的电极极耳分离出来。
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提供的一种分离锂离子电池电极的方法的原理示意图；
图2是实施例2提供的一种分离锂离子电池负极的方法的工艺流程图；
图3是实施例3提供的一种分离锂离子电池正极的方法的工艺流程图；
图4是实施例4提供的一种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，本实施例提供的一种分离锂离子电池电极的方法的原理如下：
首先，将从生产中产生的或从废弃锂离子电池中分离的电极2放入研磨机1里进行研磨处理，当研磨机1旋转时，会带动研磨体3同步旋转，而研磨体3在同步旋转时会与电极2产生相互运动，通过运动产生的撞击和摩擦作用，使电极材料4与电极集流体5相分离，从而使电极材料4从电极集流体5上脱离下来。
实施例2
参照图2，本实施例提供的一种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出的负极放入可以使研磨体与电极相互运动的研磨机里进行研磨处理，此处的研磨体是不会与电极发生化学反应的固体颗粒，如：金属钛颗粒，通过研磨处理使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，将研磨处理后的负极集流体和负极材料进行风选；由于负极集流体的比重比负极材料大，因而通过风选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3
参照图3，本实施例3提供的一种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出的正极放入可以使研磨体与电极相互运动的研磨机里进行研磨处理，此处的研磨体是不会与电极发生化学反应的固体颗粒，如：金属钛颗粒，通过研磨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，将研磨处理后的正极集流体和正极材料进行比重分选；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小于正极集流体时，正极材料将浮在溶液的上面，从而可使正极集流体与正极材料分开，分别得到正极集流体和正极材料；此处所用溶液优选为溴化锂溶液。
实施例4
参照图4，本实施例提供的一种分离锂离子电池的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开的正负电极放入可以使研磨体与电极相互运动的研磨机里进行研磨处理，此处的研磨体是不会与电极发生化学反应的固体颗粒，如：金属钛颗粒；通过研磨处理使正负极材料与正负极集流体相分离，从而使正负极材料从正负极集流体上脱离下来，得到正负极材料和正负极集流体；
由于其中的正负极材料的比重小于溴化锂饱和溶液，而正负极集流体的比重比溴化锂饱和溶液大，因此，采用溴化锂饱和溶液进行比重分选时，正负极材料将浮在溶液的上面，从而使正负极集流体与正负极材料相分开，分别得到正负极集流体和正负极材料；
再将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 (9)

1.一种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和研磨体加入容器中，使研磨体与锂离子电池废旧物料间产生相互运动，通过相互运动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，废旧锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：通过容器的旋转使研磨体与锂离子电池废旧物料间产生相互运动。
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：将相互运动后的混合物进行筛分，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：将相互运动后的混合物进行风选，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：将相互运动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：将相互运动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。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征是：将相分离后的锂离子电池废旧物料进行磁选，通过磁选作用使其中的电极极耳分离出来。
9.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征是：对分离得到的电极集流体进行磁选，通过磁选作用使其中的电极极耳分离出来。
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