CN108666643A - 锂离子电池正极材料回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种锂离子电池正极材料回收方法及装置。其中锂离子电池正极材料回收方法包括：将待回收的锂离子电池正极材料进行粉碎，得到材料粉末；通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末；将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，将所述铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质浸出，得到合格的铝箔粉末。所述锂离子电池正极材料回收装置包括：粉碎装置、筛分装置、风选装置、洗涤装置、蒸馏装置、以及焙烧装置。本申请解决了现有技术的机械破碎分离法中，机械处理的细小铝箔上会粘有钴酸锂，造成铝回收纯度不足以及资源的损失问题。
Description
技术领域
本申请涉及电池材料领域，具体而言，涉及一种锂离子电池正极材料回收方法及装置。
背景技术
锂离子电池应用广泛，在移动电子设备、医疗设备、新能源汽车等领域中被普遍使用，同时产量逐年上升。与此相应，包括锂和多种有色金属在内的资源需求，以及废弃电池与生产废料对环境的影响也逐步增长，因而对锂离子电池相关材料的回收愈发重要。
目前的回收工艺主要为机械破碎分离法，该方法采用粉碎机将锂离子电池正极材料粉碎成细小颗粒，再对所述细小颗粒进行筛分得到价值较高的铝箔材料。
在实施本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
在现有技术的机械破碎分离法中，机械处理的细小铝箔上会粘有钴酸锂，造成铝回收纯度不足以及资源的损失问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种锂离子电池正极材料回收方法，以解决现有技术中细小铝箔粉末上会粘有钴酸锂，造成铝回收纯度不足以及资源的损失问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种锂离子电池正极材料回收方法。
根据本申请的锂离子电池正极材料回收方法包括：
将待回收的锂离子电池正极材料进行粉碎，得到材料粉末；
通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末；
将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，将所述铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质浸出，得到合格的铝箔粉末。
进一步的，所述的锂离子电池正极材料回收方法还包括：
通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，得到含有碳杂质的钴酸锂粉末；
对经过所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末进行洗涤过后的所述非质子极性溶剂进行蒸馏，得到含有钴酸锂的蒸馏残渣；
将所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和所述蒸馏残渣混合并进行焙烧，除去碳杂质，得到合格的钴酸锂粉末。
进一步的，所述通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，包括：
通过两级震动筛分机的第一级震动筛对所述材料粉末进行筛选，得到通过筛孔的材料粉末和未通过筛孔的材料粉末；
通过所述风力摇床对所述通过筛孔的材料粉末进行风选，除去所述通过筛孔的材料粉末中的有机材料杂质，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末；
通过所述两级震动筛分机的第二级震动筛对所述未通过筛孔的材料粉末进行筛选，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末以及含有碳杂质的钴酸锂粉末。
进一步的，所述第一级震动筛的网孔直径为0.2至0.3毫米，所述第二级震动筛的网孔直径为0.1至0.15毫米，所述风力摇床的气流速度为0.8至1.2米每秒。
进一步的，所述通过筛分机和风力摇床对所述锂离子电池正极材料粉末进行分选，其中分选时间为4至8小时。
进一步的，所述将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，其中所述非质子极性溶剂包括但不限于二甲基乙酰胺和甲乙基碳酸酯。
进一步的，所述将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，其中洗涤时间为0.5至2小时。
进一步的，所述将所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和所述蒸馏残渣混合并进行焙烧，其中所述焙烧的温度为150至200摄氏度。
根据本申请的另一个方面，提供了一种锂离子电池正极材料回收装置，该装置包括：
粉碎装置，用于对待回收的锂离子电池正极材料进行粉碎，得到材料粉末；
筛分装置，用于对所述材料粉末进行筛分，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末以及含有碳杂质的钴酸锂粉末；
风选装置，用于除去所述材料粉末中的有机材料杂质。
进一步的，所述锂离子电池正极材料回收装置还包括：
洗涤装置，用于将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，将所述铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质浸出；
蒸馏装置，用于对经过所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末进行洗涤过后的所述非质子极性溶剂进行蒸馏，得到含有钴酸锂的蒸馏残渣；
焙烧装置，用于将所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和所述蒸馏残渣混合并进行焙烧，除去碳杂质。
在本申请实施例中，采用先将锂离子电池正极材料进行粉碎，通过筛分机和风力摇床分选出粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末，进而将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，将所述铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质完全浸出，得到合格的铝箔粉末，达到了把铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质去除的效果，从而提高了铝箔粉末的回收纯度，达到了节省资源的目的。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是锂离子电池正极材料回收方法流程图；
图2是铝箔粉末回收方法流程图；
图3是钴酸锂粉末回收方法流程图；
图4是分选方法流程图；以及
图5是锂离子电池正极材料回收装置结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1和2所示，本申请涉及一种锂离子电池正极材料回收方法，该方法中从锂离子电池正极材料中回收铝箔粉末的方法，包括步骤S101至步骤S103，其中：
步骤S101，对主要材料为粘附有钴酸锂杂质和有机材料杂质的铝箔的锂离子电池正极材料进行收集，并通过粉碎机进行粉碎，得到几个毫米大小的锂离子电池正极材料粉末。
步骤S102，通过两级震动筛分机和风力摇床对所述锂离子电池正极材料粉末进行分选，通过4至8小时的分选时间可以有效的除去所述锂离子电池正极材料粉末中的有机材料杂质，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末。
步骤S103，将分选出来的所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末放置于非质子极性溶剂中进行洗涤，所述非质子极性溶剂的成分中包括但不限于二甲基乙酰胺和甲乙基碳酸酯，在洗涤过程中对所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末和所述非质子极性溶剂的混合物进行超声波震动，进而通过0.5至2小时的洗涤过程可以使铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质完全浸出，从而得到纯度较高的铝箔粉末。
如图1和3所示，本申请的锂离子电池正极材料回收方法中，从锂离子电池正极材料中回收钴酸锂粉末的方法，包括步骤S201至步骤S203，其中：
步骤S201，从上述步骤S102的分选过程中得到分选出来的含有碳杂质的钴酸锂粉末；
步骤S202，对上述步骤S103中经过所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末进行洗涤过后的所述非质子极性溶剂进行蒸馏，通过蒸馏实现了对非质子极性溶剂的回收利用，并收集蒸馏过后留下的含有钴酸锂的蒸馏残渣。
步骤S203，所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和步骤S202中得到的所述含有钴酸锂的蒸馏残渣进行混合，通过150至200摄氏度的高温焙烧，实现将钴酸锂粉末上粘附的碳杂质除去，得到纯度较高的钴酸锂粉末。
如图1和4所示，本申请的锂离子电池正极材料回收方法中，从锂离子电池正极材料中分选出粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末以及含有碳杂质的钴酸锂粉末的方法，包括步骤S301至步骤S302，其中：
步骤S301，通过两级震动筛分机的第一级震动筛对在步骤S101中通过粉碎机粉碎获得的所述材料粉末进行第一次震动筛选，其中所述第一级震动筛的网孔直径为0.2至0.3毫米，在第一次震动筛中，只有所述材料粉末中的小颗粒铝箔粉末和通过震动从铝箔粉末上分离的钴酸锂粉末才能通过网孔被筛出，而有机物杂质和一些较大颗粒铝箔粉末则不能通过网孔。
步骤S302，将在步骤S301中不能通过筛网的所述有机物杂质和一些较大颗粒铝箔粉末放入风力摇床中进行风选，其中所述风力摇床的气流速度为0.8至1.2米每秒，通过风选将有机物杂质去除，得到颗粒较大的粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末。
步骤S303，将在步骤S301中通过筛网的所述小颗粒铝箔粉末和通过震动从铝箔粉末上分离的钴酸锂粉末放入所述两级震动筛分机的第二级震动筛进行第二次震动筛选，其中所述第二级震动筛的网孔直径为0.1至0.15毫米，在第二次震动筛选中，将所述从铝箔粉末上分离的钴酸锂粉末以及通过震动从所述小颗粒铝箔粉末上脱离的少量钴酸锂粉末通过筛孔筛出，留下不能通过筛孔的小颗粒的粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末。
如图5所示，本申请还提供了一种锂离子电池正极材料回收装置，该装置包括：粉碎装置1、筛分装置2、风选装置3、洗涤装置4、蒸馏装置5、以及焙烧装置6，其中：
所述粉碎装置1，用于对待回收的锂离子电池正极材料进行粉碎，得到材料粉末；
所述筛分装置2，用于通过两级震动筛分机对所述材料粉末进行筛分，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末以及含有碳杂质的钴酸锂粉末；
所述风选装置3，用于通过风力摇床除去铝箔粉末中的有机材料杂质；
所述洗涤装置4，用于将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，将所述铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质浸出；
所述蒸馏装置5，用于对经过所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末进行洗涤过后的所述非质子极性溶剂进行蒸馏，得到含有钴酸锂的蒸馏残渣，并对非质子极性溶剂进行回收利用；
所述焙烧装置6，用于将所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和所述蒸馏残渣混合并进行焙烧，除去碳杂质，得到较纯净的钴酸锂粉末。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，包括：
将待回收的锂离子电池正极材料进行粉碎，得到材料粉末；
通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末；
将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，将所述铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质浸出，得到合格的铝箔粉末。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，所述的锂离子电池正极材料回收方法还包括：
通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，得到含有碳杂质的钴酸锂粉末；
对经过所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末进行洗涤过后的所述非质子极性溶剂进行蒸馏，得到含有钴酸锂的蒸馏残渣；
将所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和所述蒸馏残渣混合并进行焙烧，除去碳杂质，得到合格的钴酸锂粉末。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，所述通过筛分机和风力摇床对所述材料粉末进行分选，包括：
通过两级震动筛分机的第一级震动筛对所述材料粉末进行筛选，得到通过筛孔的材料粉末和未通过筛孔的材料粉末；
通过所述风力摇床对所述通过筛孔的材料粉末进行风选，除去所述通过筛孔的材料粉末中的有机材料杂质，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末；
通过所述两级震动筛分机的第二级震动筛对所述未通过筛孔的材料粉末进行筛选，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末以及含有碳杂质的钴酸锂粉末。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，所述第一级震动筛的网孔直径为0.2至0.3毫米，所述第二级震动筛的网孔直径为0.1至0.15毫米，所述风力摇床的气流速度为0.8至1.2米每秒。
5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，所述通过筛分机和风力摇床对所述锂离子电池正极材料粉末进行分选，其中分选时间为4至8小时。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，所述将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，其中所述非质子极性溶剂包括但不限于二甲基乙酰胺和甲乙基碳酸酯。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，所述将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，其中洗涤时间为0.5至2小时。
8.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料回收方法，其特征在于，所述将所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和所述蒸馏残渣混合并进行焙烧，其中所述焙烧的温度为150至200摄氏度。
9.一种锂离子电池正极材料回收装置，其特征在于，包括：
粉碎装置，用于对待回收的锂离子电池正极材料进行粉碎，得到材料粉末；
筛分装置，用于对所述材料粉末进行筛分，得到粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末以及含有碳杂质的钴酸锂粉末；
风选装置，用于除去所述材料粉末中的有机材料杂质。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池正极材料回收装置，其特征在于，所述锂离子电池正极材料回收装置还包括：
洗涤装置，用于将所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末置于非质子极性溶剂中进行洗涤，将所述铝箔粉末上粘附的钴酸锂杂质浸出；
蒸馏装置，用于对经过所述粘附有钴酸锂杂质的铝箔粉末进行洗涤过后的所述非质子极性溶剂进行蒸馏，得到含有钴酸锂的蒸馏残渣；
焙烧装置，用于将所述含有碳杂质的钴酸锂粉末和所述蒸馏残渣混合并进行焙烧，除去碳杂质。
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