CN107293816B - 一种分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的物理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的物理方法，其包括如下步骤：对锂离子电池废旧物料进行粉碎，通过粉碎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，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回收问题。

Description

一种分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的物理方法
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物理方法，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，特别是电动汽车的发展，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、成本低的分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的物理方法，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物理方法。
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物理方法，包括如下步骤：
对锂离子电池废旧物料进行粉碎，通过粉碎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，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。
本发明所述的粉碎，是指通过物理作用使正负极材料从正负极集流体上脱落，而其它的材料，如：正负极集流体仍然保持原状，整个粉碎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，粉碎的细度小于或等于电极材料的细度，以利于电极材料与集流体的完全分开。
作为一种实施方案，所述的物理方法还包括如下步骤：将粉碎后的混合物进行风选，因为电极材料的比重小于电极集流体，所以可以通过风选使电极集流体与电极材料相分开。
作为另一种实施方案，所述的物理方法还包括如下步骤：将粉碎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。因为一般溶液的比重都小于电极材料，但磁流体的表比重可以调整为大于电极材料而小于电极集流体，因而可以通过此方法达到电极集流体与电极材料完全分开的效果。
作为又一种实施方案，所述的物理方法还包括如下步骤：将粉碎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。因为电极集流体的比重大于电极材料，因此，当溶液的比重大于电极材料而小于电极集流体时，可以百分之百地实现电极材料与电极集流体的完全分开。
作为优选方案，所述液体为溴化锂溶液。因为一般物质的溶液比重都小于电极材料，而溴化锂溶液可以大于电极材料的比重，同时也不会与电极材料和电极集流体以及电极极耳发生化学反应。
作为优选方案，对粉碎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提供的分离锂离子电池负极的物理方法的工艺流程图；
图2是实施例2提供的分离锂离子电池正极的物理方法的工艺流程图；
图3是实施例3提供的分离锂离子电池正负极的物理方法的工艺流程图。
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，本实施提供的分离锂离子电池负极的物理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粉碎机里进行粉碎处理，通过粉碎处理使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，将粉碎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2
参照图2，本实施例提供的分离锂离子电池正极的物理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粉碎机里进行粉碎处理，通过粉碎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，将粉碎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，从而将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。进行比重分选的溶液优选为溴化锂溶液。
实施例3
参照图3，本实施例提供的分离锂离子电池正负极的物理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电极放入粉碎装置里，对正负电极进行粉碎处理，通过粉碎处理使正极材料与正极集流体相分离，负极材料与负极集流体相分离，得到正负极材料和正负极集流体，从而使正负极材料从正负极集流体上脱离下来；
然后，将粉碎处理后的正负极材料和正负极集流体放入溶液里进行比重分选；所述溶液选用溴化锂溶液，由于其中的正负极材料的比重小于溴化锂溶液，正负极集流体的比重大于溴化锂溶液，因此，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 (3)

1.一种分离锂离子电池的电极集流体与电极材料的物理方法，包括如下步骤：对锂离子电池废旧物料进行粉碎，所述的粉碎是指通过物理作用使正负极材料从正负极集流体上脱落，而正负极集流体仍然保持原状，且整个粉碎过程中不产生化学反应，通过粉碎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为废旧锂离子电池正极与负极的混合物；其特征是，将粉碎后的混合物放入溴化锂溶液中，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。
2.根据权利要求1所述的物理方法，其特征是：粉碎的细度小于或等于电极材料的细度。
3.根据权利要求1所述的物理方法，其特征是，还包括如下步骤：将正负极集流体进行磁流体分离，分别得到正极集流体和负极集流体。
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