CN109860753B - 一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法 - Google Patents

一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，涉及电池技术领域。焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法包括：将锂电池破碎料置于微波烧结窑中热解，形成混合物；筛分所述混合物中，形成集流体及正负极活性物质；回收所述集流体。在本发明中，将锂电池破碎料放置于微波烧结窑采用微波对锂电池破碎料进行加热，微波方式加热为内加热，锂电池破碎料自身发热，减少了传热过程中的能量损耗，烧结过程大幅缩短，从而缩短了锂电池破碎料的分解周期，提高了回收效率。

Description

一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法。
背景技术
锂离子电池是由正负极片、粘结剂、电解液和隔膜等组成。在工业上，主要使用钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸亚铁锂等作为锂离子电池的正极活性物质，以天然石墨或人造石墨作为负极活性物质，以聚偏氟己稀（PVDF）作为正极粘结剂，以电解质六氟磷酸锂（LiPF6）和有机溶剂配置的溶液作为锂离子电池的电解液，以有机膜如多孔状的聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等聚合物作为电池的隔膜。
目前普遍采用以天然气为热源或以电能为热源的高温裂解方式，整个过程是个传热过程，存在温度梯度，焙烧料层厚度不能太厚，且焙烧不均匀，从而导致锂电子分解效率过低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，能够缩短锂电池破碎料的分解周期，提高回收效率。
本发明提供一种技术方案：
一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法包括：
将锂电池破碎料置于微波烧结窑中热解，形成混合物；
筛分所述混合物中，形成集流体及正负极活性物质；
回收所述集流体。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述将锂电池破碎料置于微波烧结窑中分解，形成混合物的步骤包括：
将所述锂电池破碎料制成第一预设厚度；
将所述第一预设厚度的所述锂电池破碎料在第一预设温度下热解第一预设时间。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一预设厚度为2cm~15cm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一预设温度为400℃~600℃，所述第一预设时间为20min~60min。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述筛分所述混合物中形成所述集流体及正负极活性物质的步骤包括：
细破所述集流体及所述正负极活性物质；
采用振动筛分离所述集流体及所述正负极活性物质。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述集流体的粒径为0.1 mm~0.4mm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法还包括：去除所述正负极活性物质中的有机物及粘结剂。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述去除所述正负极活性物质中的有机物及粘结剂的步骤包括：
将所述正负极活性物质制成第二预设厚度；
将所述第二预设厚度的所述正负极活性物质在第二预设温度下热解第二预设时间。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第二预设厚度为2cm~15cm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第二预设温度为600℃~900℃，所述第二预设时间为30min~80min。
本发明提供的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法的有益效果是：焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法包括：将锂电池破碎料置于微波烧结窑中热解，形成混合物；筛分所述混合物中，形成集流体及正负极活性物质；回收所述集流体。
在本发明中，将锂电池破碎料放置于微波烧结窑采用微波对锂电池破碎料进行加热，微波方式加热为内加热，锂电池破碎料自身发热，减少了传热过程中的能量损耗，烧结过程大幅缩短，从而缩短了锂电池破碎料的分解周期，提高了回收效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参阅图1，本实施例提供了一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，本实施例提供的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法能够缩短锂电池破碎料的分解周期，提高回收效率。
本实施例提供的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法主要用于回收锂电池破碎料中的集流体及正负极活性物质。
具体步骤如下：
在本实施例中，将锂电池破碎料置于微波烧结窑中热解，形成混合物。
在本实施例中，将锂电池破碎料置于微波烧结窑中进行分解，形成集流体与正负极活性物质的混合物。
在本实施例中，将锂电池破碎料放置于微波烧结窑采用微波对锂电池破碎料进行加热，微波方式加热为内加热，锂电池破碎料自身发热，减少了传热过程中的能量损耗，烧结过程大幅缩短，从而缩短了锂电池破碎料的分解周期，提高了回收效率。
在本实施例中，将锂电池破碎料制成第一预设厚度。
在本实施例中，先将锂电池破碎料制成第一预设厚度，便于锂电池破碎料在烧结过程中热解。
在本实施例中，第一预设厚度为2cm~15cm。
在本实施例中，第一预设厚度为2cm或15cm。
需要说明的是，在本实施例中，第一预设厚度为2cm或15cm，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，第一预设厚度还可以为其他数值，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，将第一预设厚度的锂电池破碎料在第一预设温度下热解第一预设时间。
在本实施例中，将锂电池破碎料放置微波烧结窑中在第一预设温度下热解第一预设时间。
在本实施例中，第一预设温度为400℃~600℃。能够使锂电池破碎料快速分解成集流体及正负极活性物质，提高锂电池破碎料的分解效率。
在本实施例中，第一预设温度为400℃或600℃。
需要说明的是，在本实施例中，第一预设温度为400℃或600℃，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，第一预设温度还可以为其他温度值，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，第一预设时间为20min~60min。能够使锂电池破碎料完成分解成集流体及正负极活性物质，提高了锂电池破碎料的分解率。
在本实施例中，第一预设时间为20min或60min。
需要说明的是，在本实施例中，第一预设时间为20min或60min，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，第一预设时间还可以为其他时间值，与本实施例等同方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，筛分混合物中，形成集流体及正负极活性物质。
在本实施例中，筛分混合物，使集流体与正负极活性物质分离。从而分离回收集流体及正负极活性物质。
在本实施例中，集流体是指汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要指的是金属箔，如铜箔、铝箔。正负极活性物质是指当蓄电池放电时通过化学反应产生电能，而在充电时又恢复为原组分的极板物质。
在本实施例中，细破集流体及正负极活性物质。
在本实施例中，将集流体及正负极活性物质破碎成小直径，便于后续的分离。细破完成后，集流体的粒径大于正负极活性物质的粒径。
在本实施例中，集流体的粒径为0.1mm~0.4mm。
需要说明的是，在本实施例中，集流体的粒径为0.1mm~0.4mm。但是不限于此，在本发明的其他实施例中，集流体的粒径还可以为其他数值，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，采用振动筛分离集流体及正负极活性物质。
在本实施例中，根据分离集流体与正负极活动物质的粒径不同，采用振动筛分离集流体及正负极活性物质。分离完成后振动筛上层为集流体，下层为正负极活性物质。
在本实施例中，回收集流体。
在本实施例中，将振动筛上层的集流体回收，用于外销。
在本实施例中，去除正负极活性物质中的有机物及粘结剂。
在本实施例中，去除正负极活性物质中的有机物及粘结剂能够减少有机物及粘结剂对正负极活性物质在后续工序中的影响，提高正负极活性物质的回收效率。
在本实施例中，在去除正负极活性物质中的有机物及粘结剂的过程中，产出的烟气送RTO炉焚烧，尾气经三级喷淋后排空，焙烧后正负极活性物质送后续湿法回收工序。
在本实施例中，将正负极活性物质制成第二预设厚度。
在本实施例中，先将正负极活性物质制成第一预设厚度，便于正负极活性物质在烧结过程中分解。
在本实施例中，第二预设厚度为2cm~15cm。
在本实施例中，第二预设厚度为2cm或15cm。
需要说明的是，在本实施例中，第二预设厚度为2cm或15cm，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，第二预设厚度还可以为其他数值，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，将第二预设厚度的正负极活性物质在第二预设温度下热解第二预设时间。
在本实施例中，第二预设温度为600℃~900℃。
在本实施例中，第二预设温度为600℃~900℃。能够提高有机物及粘结剂的分解效率。
在本实施例中，第二预设温度为600℃或900℃。
需要说明的是，在本实施例中，第二预设温度为600℃或900℃，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，第二预设温度还可以为其他温度值，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。
在本实施例中，第二预设时间为30min~80min。能够提高有机物及粘结剂的分解率。
在本实施例中，第二预设时间为30min或80min。
需要说明的是，在本实施例中，第二预设时间为30min或80min，但是不限于此，在本发明的其他实施例中，第二预设时间还可以为其他时间值，与本实施例等同方案，能够达到本实施例的效果的，均在本发明的保护范围内。
综上所述，本实施例提供的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，在本实施例中，将锂电池破碎料放置于微波烧结窑采用微波对锂电池破碎料进行加热，微波方式加热为内加热，锂电池破碎料自身发热，减少了传热过程中的能量损耗，烧结过程大幅缩短，从而缩短了锂电池破碎料的分解周期，提高了回收效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，其特征在于，包括：
将锂电池破碎料置于微波烧结窑中热解，形成混合物，包括：将所述锂电池破碎料制成第一预设厚度，所述第一预设厚度为2cm~15cm；将所述第一预设厚度的所述锂电池破碎料在第一预设温度下热解第一预设时间，所述第一预设温度为400℃~600℃，所述第一预设时间为20min~60min；
筛分所述混合物中，形成集流体及正负极活性物质；
去除所述正负极活性物质中的有机物及粘结剂，包括：将所述正负极活性物质制成第二预设厚度，所述第二预设厚度为2cm~15cm；将所述第二预设厚度的所述正负极活性物质在第二预设温度下热解第二预设时间，所述第二预设温度为600℃~900℃，所述第二预设时间为30min~80min。
2.根据权利要求1所述的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，其特征在于，所述筛分所述混合物中形成所述集流体及正负极活性物质的步骤包括：
细破所述集流体及所述正负极活性物质；
采用振动筛分离所述集流体及所述正负极活性物质。
3.根据权利要求2所述的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，其特征在于，所述集流体的粒径为0.1 mm~0.4mm。
4.根据权利要求1所述的焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法，其特征在于，所述焙烧废旧锂离子电池正负极材料的方法还包括：回收所述集流体。
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