CN108110365A - 一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺 - Google Patents

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艾戊云
黄国能
孔令超
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Dongguan New Energy Technology Co Ltd Xin Mao
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Abstract

本发明公开了一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，包括以下步骤：1）将废旧锂电池进行放电处理；2）对放电处理后的废旧锂电池进行拆解处理，将成卷的锂电池负极材料拆解展开成条状覆碳铜箔；3）将拆解得来的覆碳铜箔浸泡于温控水洗池中，得到碳粉、粘结剂和水的固液混合体系；4）碳粉的回收；本发明将废旧锂电池进行资源化分解，采用放电、拆解、粉碎、分选等工序，不仅对工艺中各个工序进行最优化研究，而且整合和缩减了工艺流程，降低工艺操作的复杂性，降低回收成本，进行清洁生产，达到污染零排放的目标。

Description

一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺
技术领域
本发明涉及锂电池负极材料回收工艺领域，具体是一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺。
背景技术
近年来随着人们环境保护意识的不断提高以及自然资源的不断消耗，环境友好的锂电池被开发出来并得到广泛使用。锂电池具有工作电压高、体积小、质量轻、能量高、低污染、循环寿命长等优点，已成为移动电话、数码产品、便携式DVD等目标市场的绝对主力产品。目前，我国已成为锂电池的最大生产、消费和出口国。
然而，巨大的电池生产消费带来了数目惊人的废电池。虽然相对于一次电池，锂电池对环境的影响相对较小，但是锂电池的正、负极材料、电解液等物质对环境和人类的健康还是有很大危害的。据报道，美国已将锂电池归类为一种包括易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池，是各类电池中包含毒性物质最多的电池。长期以来，我国未对大量废弃的锂电池进行特殊处理，其主要进行填埋处置。虽然现在也有一些企业开始了废旧锂电池的回收处理，然而由于技术和经济等方面的原因, 目前锂电池回收率还很低，不到2%，给环境造成巨大威胁和污染，同时对资源也是一种浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，包括以下步骤：
1.将废旧锂电池进行放电处理；
2.对放电处理后的废旧锂电池进行拆解处理，将成卷的锂电池负极材料拆解展开成条状覆碳铜箔；
3.将拆解得来的覆碳铜箔浸泡于温控水洗池中，得到碳粉、粘结剂和水的固液混合体系；
4.碳粉的回收。
进一步的，所述步骤1中的放电处理具体为：在车间内设立不锈钢放电槽，内装盐水溶液，利用航车将成包堆放好的废旧锂电池逐一放入放电槽内浸泡90分钟以上，放电后将电池摊晾自然干燥；
进一步的，所述步骤2中的拆解处理具体为：通过人工和机器相结合的方式将带有包装的废旧锂电池拆解开，将拆解后的外壳、塑料保护端、正极材料和负极材料分类堆放，并将成卷的锂电池负极材料拆解展开成条状覆碳铜箔，拆解过程中采用手套箱等密封防尘设备；
进一步的，所述步骤3的具体操作为：将覆碳铜箔放入带搅拌装置的温控水洗池中，向池中注入干净的水至浸没所有铜箔，加热使池内水温升至70℃～ 100℃，保持池内温度在70℃～ 100℃之间并搅拌，待碳粉完全从铜箔上洗落后停止搅拌，将湿法分离后得到的不附着碳粉的铜箔从水洗池中取出，烘干打包而完成金属铜的回收，此时温控水洗池中的剩余物质是碳粉、粘结剂和水的固液混合体系。
进一步的，所述步骤3的碳粉回收具体为：将温控水洗池中的固液混合体系转移至沉淀池中，静置，分离得含有粘结剂的上清液和碳粉污泥；先将碳粉污泥转移至温控水洗池中，然后加水、清洗和分离，所得的碳粉抽入流化床干燥机中流化干燥，流化床的进风温度为260℃～ 270℃，干燥后的碳粉颗粒由除尘器回收而完成碳粉的回收；
进一步的，所述废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺采用的反应设备全部为封闭式，反应过程全是通过管道输送，废气捕集率较高达98%，同时设有旋流吸收塔，拆解过程中产生的废气通过集气管收集，由吸收塔处理达到排放标准，从15m高的排气筒排出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、解决了对废旧锂离子电池负极材料回收存在的技术难题，具有较大的市场前景；
2、采用此方法能最大程度还原石墨负极材料的物理性能(粒径、形貌)，保持甚至提高了原石墨负极材料的电性能;
3、方法简单，成本比市场同样销售的负极材料要低的多，而且回收工序不需使用任何有机溶剂，不会产生粉尘，相对正常负极材料的生产工序而言更加环保;
4、对废旧资源的回收是对现有资源的保护，是锂离子电池行业长远发展的保证。
本发明将废旧锂电池进行资源化分解，采用放电、拆解、粉碎、分选等工序，不仅对工艺中各个工序进行最优化研究，而且整合和缩减了工艺流程，降低工艺操作的复杂性，降低回收成本，进行清洁生产，达到污染零排放的目标。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，包括以下步骤：
1）在车间内设立不锈钢放电槽，内装盐水溶液，利用航车将成包堆放好的废旧锂电池逐一放入放电槽内浸泡90分钟以上，放电后将电池摊晾自然干燥；
2）通过人工和机器相结合的方式将带有包装的废旧锂电池拆解开，将拆解后的外壳、塑料保护端、正极材料和负极材料分类堆放，并将成卷的锂电池负极材料拆解展开成条状覆碳铜箔，拆解过程中采用手套箱等密封防尘设备；
3）将覆碳铜箔放入带搅拌装置的温控水洗池中，向池中注入干净的水至浸没所有铜箔，加热使池内水温升至70℃～ 100℃，保持池内温度在70℃～ 100℃之间并搅拌，待碳粉完全从铜箔上洗落后停止搅拌，将湿法分离后得到的不附着碳粉的铜箔从水洗池中取出，烘干打包而完成金属铜的回收，此时温控水洗池中的剩余物质是碳粉、粘结剂和水的固液混合体系；
4）将温控水洗池中的固液混合体系转移至沉淀池中，静置，分离得含有粘结剂的上清液和碳粉污泥；先将碳粉污泥转移至温控水洗池中，然后加水、清洗和分离，所得的碳粉抽入流化床干燥机中流化干燥，流化床的进风温度为260℃～ 270℃，干燥后的碳粉颗粒由除尘器回收而完成碳粉的回收。
其中，所述废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺采用的反应设备全部为封闭式，反应过程全是通过管道输送，废气捕集率较高达98%，同时设有旋流吸收塔，拆解过程中产生的废气通过集气管收集，由吸收塔处理达到排放标准，从15m高的排气筒排出。
上述步骤1中的“废旧锂电池”，包括各种形状(方形、圆柱、软包)、各种用途的、负极采用石墨体系的废旧锂离子电池，也包括需要做回收处理但仍可使用的锂离子电池，不包括采用硅基、锡基、钦酸锂、硬炭等作为负极材料的锉电池。
为了保证在电池拆除过程中的安全，因为如果电池仍还存在较高的电压，在拆除电芯过程中，易造成电芯或极片短路而起火，发生危险。发明人经过不断试验，发现电压低于 2.0V以下的锂电池含有的电量非常微弱，不会产生危险性，同时因为废旧电池一般放置的时间较长，其电压一般较低，通过对电压进行界定，将电压高于2.0V的电池进行放电处理，可大量减少回收的工作量的同时保证工作的安全性，因此，上述步骤1中所述的放电处理，是指在电池电压在大于2. 0V的时候，对其进行连接放电装置，将其电压降低至2. 0V以下。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）将废旧锂电池进行放电处理；
2）对放电处理后的废旧锂电池进行拆解处理，将成卷的锂电池负极材料拆解展开成条状覆碳铜箔；
3）将拆解得来的覆碳铜箔浸泡于温控水洗池中，得到碳粉、粘结剂和水的固液混合体系；
4）碳粉的回收。
2.根据权利要求1所述的废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，其特征在于，所述步骤1中的放电处理具体为：在车间内设立不锈钢放电槽，内装盐水溶液，利用航车将成包堆放好的废旧锂电池逐一放入放电槽内浸泡90分钟以上，放电后将电池摊晾自然干燥。
3.根据权利要求1所述的废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，其特征在于，所述步骤2中的拆解处理具体为：通过人工和机器相结合的方式将带有包装的废旧锂电池拆解开，将拆解后的外壳、塑料保护端、正极材料和负极材料分类堆放，并将成卷的锂电池负极材料拆解展开成条状覆碳铜箔，拆解过程中采用手套箱等密封防尘设备。
4.根据权利要求1所述的废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，其特征在于，所述步骤3的具体操作为：将覆碳铜箔放入带搅拌装置的温控水洗池中，向池中注入干净的水至浸没所有铜箔，加热使池内水温升至70℃～ 100℃，保持池内温度在70℃～ 100℃之间并搅拌，待碳粉完全从铜箔上洗落后停止搅拌，将湿法分离后得到的不附着碳粉的铜箔从水洗池中取出，烘干打包而完成金属铜的回收，此时温控水洗池中的剩余物质是碳粉、粘结剂和水的固液混合体系。
5.根据权利要求1所述的废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，其特征在于，所述步骤4的碳粉回收具体为：将温控水洗池中的固液混合体系转移至沉淀池中，静置，分离得含有粘结剂的上清液和碳粉污泥；先将碳粉污泥转移至温控水洗池中，然后加水、清洗和分离，所得的碳粉抽入流化床干燥机中流化干燥，流化床的进风温度为260℃～ 270℃，干燥后的碳粉颗粒由除尘器回收而完成碳粉的回收。
6.根据权利要求1-5所述的废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺，其特征在于，所述废旧锂电池的负极材料的湿法回收工艺采用的反应设备全部为封闭式，反应过程全是通过管道输送，废气捕集率较高达98%，同时设有旋流吸收塔，拆解过程中产生的废气通过集气管收集，由吸收塔处理达到排放标准，从15m高的排气筒排出。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109750165A (zh) * 2019-02-25 2019-05-14 赣州逸豪新材料股份有限公司 一种废旧铝基板的湿法回收及其重金属废液浓缩工艺
CN109807159A (zh) * 2019-01-24 2019-05-28 东莞市宏湖智能装备有限公司 一种含金属材料的复合材料的热解方法
CN111203172A (zh) * 2020-01-08 2020-05-29 山东建筑大学 回收废旧锂离子电池正极材料制备重金属吸附剂的方法
CN112095008A (zh) * 2020-08-26 2020-12-18 中南大学 一种失效锂离子电池正极材料高效清洁浸出方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102569940A (zh) * 2011-01-20 2012-07-11 常州翔宇资源再生科技有限公司 废旧锂离子电池负极材料的回收方法
CN102569941A (zh) * 2011-01-20 2012-07-11 常州翔宇资源再生科技有限公司 湿法回收锂离子电池负极材料的方法
CN103346365A (zh) * 2013-07-22 2013-10-09 田东 一种从废旧锂离子电池中对负极材料循环再生利用的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102569940A (zh) * 2011-01-20 2012-07-11 常州翔宇资源再生科技有限公司 废旧锂离子电池负极材料的回收方法
CN102569941A (zh) * 2011-01-20 2012-07-11 常州翔宇资源再生科技有限公司 湿法回收锂离子电池负极材料的方法
CN103346365A (zh) * 2013-07-22 2013-10-09 田东 一种从废旧锂离子电池中对负极材料循环再生利用的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109807159A (zh) * 2019-01-24 2019-05-28 东莞市宏湖智能装备有限公司 一种含金属材料的复合材料的热解方法
CN109750165A (zh) * 2019-02-25 2019-05-14 赣州逸豪新材料股份有限公司 一种废旧铝基板的湿法回收及其重金属废液浓缩工艺
CN111203172A (zh) * 2020-01-08 2020-05-29 山东建筑大学 回收废旧锂离子电池正极材料制备重金属吸附剂的方法
CN111203172B (zh) * 2020-01-08 2023-05-19 山东建筑大学 回收废旧锂离子电池正极材料制备重金属吸附剂的方法
CN112095008A (zh) * 2020-08-26 2020-12-18 中南大学 一种失效锂离子电池正极材料高效清洁浸出方法

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