CN108470955A - 一种锂离子电池正极片的回收利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池正极片的回收利用方法。该方法包括以下步骤：将报废正极片在250‑400℃进行加热处理，然后进行振动筛分，分离得到正极材料和预分离极片；将预分离极片在有机溶剂中进行浸泡处理，分离出正极集流体和正极材料浆液。本发明提供的锂离子电池正极片的回收利用方法，先对报废正极片进行加热处理，然后利用振动筛分使正极材料实现预脱除，可实现80％左右的正极材料脱除，该方法对正极材料的脱除效率高，可实现正极材料的高效回收利用。

Description

一种锂离子电池正极片的回收利用方法

技术领域

本发明属于锂离子电池的回收利用领域，具体涉及一种锂离子电池正极片的回收利用方法。

背景技术

锂离子电池是一种新型的化学电源，它迎合了现代电子产品发展的要求，具有高能量密度、高电压、无污染、绿色环保、循环寿命高、无记忆效应、充电速度快等特点，目前已广泛应用于个人电脑、移动电话和便携式电器等电子设备中。

在锂离子电池的生产过程中，会产生大量的正极残片及报废的正极片，而且日常生活中也会产生大量的废弃电池。如果不对这些报废正极片进行回收而直接废弃，不仅会产生难以处理的废弃物而污染环境，而且不利于企业降低生产成本。开发出一种回收效率高、回收成本低的正极片的回收利用方法具有重要的意义。

授权公告号为CN101212074B的专利公开了一种锂离子电池正极材料的回收方法，其是利用N,N-二甲基甲酰胺与液体醇和/或液体酮的混合溶剂浸泡电池正极片，使正极材料与集流体分离，然后取出集流体，过滤得到正极活性物质，将正极活性物质烘干即可。该方法通过对浸泡电池正极片的有机溶剂的优选，提高了正极材料的回收率，缩短了回收时间，提高了生产效率。

现有的正极片的回收利用方法主要是利用有机溶剂在加热的条件下实现正极材料从集流体上脱除，该方法的脱除效率较低，正极材料的回收率、回收时间有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极片的回收利用方法，从而解决现有方法存在的正极材料脱除效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锂离子电池正极片的回收利用方法，包括以下步骤：

1)将报废正极片碎片在250-400℃进行加热处理，然后进行振动筛分，分离得到正极材料和预分离极片；

2)将预分离极片在有机溶剂中进行浸泡处理，分离出正极集流体和正极材料浆液。

本发明提供的锂离子电池正极片的回收利用方法，先对报废正极片进行加热处理，然后利用振动筛分使正极材料实现预脱除，可实现80％左右的正极材料脱除，该方法对正极材料的脱除效率高，可实现正极材料的高效回收利用。

该方法针对报废极片上不同脱除难度的正极材料，分别使用不同的脱除手段进行分类脱除：加热处理、振动筛分实现集流体表面及易脱除正极材料的分离，也降低了后续有机溶剂处理的难度，方便实现余下正极材料的回收。通过以上化学和物理分离手段的有机结合，可大大提高了正极材料的脱除率和回收率，缩短正极片的回收处理时间。

步骤1)中，所述振动筛分所用筛网的网孔直径为1-2mm。

步骤2)中，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)或丙酮。所述浸泡处理在超声波处理的辅助下进行。所述浸泡处理的时间为3-5h。将正极材料浆液烘干，回收得到正极材料。所述烘干的温度为100-200℃。

所述锂离子电池正极片为三元材料正极片。三元材料正极片一般以三元材料为正极材料。以聚偏氟乙烯为粘结剂。针对上述三元正极，可选择NMP为浸泡溶剂并在超声波处理的辅助下进一步提高正极材料的脱除效率，将所得正极材料浆液烘干即可回收余下正极材料，烘干过程同时对有机溶剂进行回收即可实现有机溶剂的重复利用。该有机溶剂处理过程，由于经过了加热处理以及正极材料预处理步骤，预分离极片上的正极材料含量少、结构疏松，有机溶剂的渗入容易发生，降低了有机溶剂处理的难度，提高了处理效率。

步骤1)中，所述加热处理的时间为2-4h。在250-400℃加热处理2-4h，即可在不破坏正极材料的基础上，起到降低报废正极片上材料粘结性的作用，方便正极材料的脱除。

所述报废正极片为锂离子电池拆解后得到的正极片和/或产线上报废的正极片。所述报废正极片碎片由报废正极片裁剪得到。报废正极片碎片的直径可控制为0.8-1.5cm。将报废正极片裁剪成小块，可进一步提高后续的回收处理效率。

采用上述步骤对报废正极片进行回收处理，可方便实现集流体和正极材料的分类回收，实现原料的重复利用，降低企业的生产成本。

附图说明

图1为本发明的锂离子电池正极片的回收利用方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。以下实施例中，报废正极片为三元正极，活性物质为三元材料，粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。

以下实施例可按照图1所示的极片回收利用系统进行自动化处理，极片回收利用系统包括依次相连的裁切装置1、烘烤装置2、振动筛分装置4、超声波搅拌装置3。裁切装置1包括切刀10和与切刀对应设置的用于传送废极片11的传送带12。烘烤装置2包括用于收集裁切装置对废极片裁切后形成的小块极片的极片收集箱20，以及用于对小块极片进行烘烤的烤箱21，烤箱21的出口通过振动筛分装置4与超声波搅拌装置3相连接。

实施例1

本实施例的锂离子电池正极片的回收利用方法，采用以下步骤：

1)将产线上报废的正极片裁剪成直径为1cm的小块，然后在300℃加热处理3h，再放入网孔直径为1mm的振动筛中，经振动筛分实现三元材料和集流体的预分离，筛下物为三元材料粉末，筛上物为预分离极片；

2)将预分离极片置于超声波搅拌装置中，然后加入NMP溶剂，在搅拌和超声波辅助下对预分离极片进行处理，搅拌的速度为100r/min，超声波处理的频率为30KHz，时间为2h，对处理后的混合液进行粗滤，分离出铝箔和正极材料浆液；

3)将正极材料浆液在110℃的烤箱中烘干，回收预分离极片上残留的三元材料，烘干过程产生的NMP溶剂回收利用。

实施例2

本实施例的锂离子电池正极片的回收利用方法，采用以下步骤：

1)将锂离子电池拆解后得到的正极片裁剪成直径为1cm的小块，然后在250℃加热处理4h，再放入网孔直径为1mm的振动筛中，经振动筛分实现三元材料和集流体的预分离，筛下物为三元材料粉末，筛上物为预分离极片；

2)将预分离极片置于超声波搅拌装置中，然后加入NMP溶剂，在搅拌和超声波辅助下对预分离极片进行处理，搅拌的速度为120r/min，超声波处理的频率为30KHz，时间为3h，对处理后的混合液进行粗滤，分离出铝箔和正极材料浆液；

3)将正极材料浆液在100℃的烤箱中烘干，回收预分离极片上残留的三元材料，烘干过程产生的NMP溶剂回收利用。

实施例3

本实施例的锂离子电池正极片的回收利用方法，采用以下步骤：

1)将锂离子电池拆解后得到的正极片裁剪成直径为1cm的小块，然后在400℃加热处理2h，再放入网孔直径为1mm的振动筛中，经振动筛分实现三元材料和集流体的预分离，筛下物为三元材料粉末，筛上物为预分离极片；

2)将预分离极片置于超声波搅拌装置中，然后加入丙酮，在搅拌和超声波辅助下对预分离极片进行处理，搅拌的速度为150r/min，超声波处理的频率为25KHz，时间为4h，对处理后的混合液进行粗滤，分离出铝箔和正极材料浆液；

3)将正极材料浆液在200℃的烤箱中烘干，回收预分离极片上残留的三元材料，烘干过程产生的丙酮回收利用。

采用本发明的方法得到的三元材料制备的锂离子电池的容量与循环性能与正常生产的锂离子电池的性能相当，能够作为锂离子电池的生产原料使用。

Claims (9)

1.一种锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将报废正极片碎片在250-400℃进行加热处理，然后进行振动筛分，分离得到正极材料和预分离极片；

2)将预分离极片在有机溶剂中进行浸泡处理，分离出正极集流体和正极材料浆液。

2.如权利要求1所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，步骤1)中，所述振动筛分所用筛网的网孔直径为1-2mm。

3.如权利要求1所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，步骤2)中，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮或丙酮。

4.如权利要求1所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，步骤2)中，所述浸泡处理在超声波处理的辅助下进行。

5.如权利要求4所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，所述浸泡处理的时间为3-5h。

6.如权利要求1所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，步骤2)中，将正极材料浆液烘干，回收得到正极材料。

7.如权利要求1所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，步骤1)中，所述加热处理的时间为2-4h。

8.如权利要求1所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，所述报废正极片为锂离子电池拆解后得到的正极片和/或产线上报废的正极片。

9.如权利要求1或8所述的锂离子电池正极片的回收利用方法，其特征在于，所述报废正极片碎片由报废正极片裁剪得到。