CN111326817A - 一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法 - Google Patents

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徐政
纪仲光
黄孝振
杨丽梅
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Abstract

本发明公开了一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法。该方法包括以下步骤：(1)将废旧锂电池放电后拆解，取出其中的正极片清洗干净；(2)将清洗后的正极片放入高浓度的强碱溶液中充分浸泡，使铝箔与正极活性材料基本分离；(3)增加机械搅拌或水流冲洗作用促进正极活性材料与铝箔集流体完全分离，正极活性材料沉入溶液底部，铝箔集流体浮在溶液上部；(4)采用大筛孔筛网过滤浮在溶液上部的铝箔用清水冲洗后收集铝箔，反应后的溶液收集得到正极活性材料，碱液循环回用。本发明的方法能够实现正极活性材料与铝箔的快速分离，在简化分离工艺的同时也降低了整个回收的成本。

Description

一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法
技术领域
本发明涉及一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，属于电池回收利用技术领域。
背景技术
锂离子电池具有能量密度大、寿命长、自放电率低、无记忆效应、循环性能好、使用温度范围广等优点，被广泛应用于手机、移动电源、笔记本等便携式电子设备当中。特别是近年来，锂离子电池应用于动力电池领域的强劲需求，使锂离子电池的生产和消费都达到了空前绝后的规模。
锂离子电池的大量生产和消费导致市场每年会退役或报废大量的锂离子电池。随着未来对保护环境和清洁能源的迫切需求，具有清洁无污染优点的锂离子电池生产和消费必定持续高增长，锂离子电池报废量也将持续增大。锂离子电池中含有大量的有价金属及有机物，若不加以回收利用会造成严重的环境污染以及资源浪费。出于环保和资源再利用方面的考虑，对废旧锂离子电池进行回收利用显得尤为重要
废旧锂离子电池回收的主要环节是正极活性材料中有价金属的回收，而有价金属的回收之前要实现其与铝箔集流体的分离。正极活性材料与铝箔集流体的分离方法主要有强碱溶解集流体、破坏铝箔与正极活性材料的接触界面、有机溶剂溶解法等。其中，强碱溶解集流体是采用铝箔溶于强碱，而正极活性材料不溶于碱，实现两者的分离。该方法操作相对容易但消耗大量的强碱，铝箔溶于碱液中回收困难且回收成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，以简化分离工艺，并降低回收成本。
发明人在强碱溶解集流体的实践中发现，高浓度的强碱溶液在溶解铝箔集流体的过程中能短时间内产生大量氢气小气泡促进铝箔与正极活性材料的快速分离；正极活性材料与铝箔集流体分离后，利用正极活性材料沉在溶液底部，铝箔在气泡作用下上浮的可浮性的差异，可以实现两者的分离回收。
基于此完成本发明，本发明采用以下技术方案：
一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂电池放电后拆解，取出其中的正极片，并将正极片清洗干净；
(2)将清洗后的正极片放入高浓度的强碱溶液中充分浸泡，铝箔集流体表面与高浓度强碱快速反应产生大量氢气小气泡，在破坏铝箔集流体与正极活性材料的界面加上氢气小气泡的吹动使铝箔与正极活性材料基本分离；
(3)增加机械搅拌或水流冲洗作用促进正极活性材料与铝箔集流体完全分离，正极活性材料沉入溶液底部，铝箔集流体在氢气小气泡的带动下浮在溶液上部；
(4)采用大筛孔筛网过滤浮在溶液上部的铝箔用清水冲洗后收集铝箔，反应后的溶液收集得到正极活性材料，碱液循环回用。
根据本发明的方法，铝箔集流体表面最先与高浓度强碱生成大量氢气气泡，气泡的吹动促进正极活性材料与铝箔集流体短时间内快速分离；正极活性材料与铝箔集流体分离后，利用正极活性材料沉在溶液底部，铝箔在气泡作用下上浮的可浮性的差异，实现两者的分离回收。
在本发明中，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾等可以使铝箔快速溶解的强碱。
在本发明中，所述强碱溶液的浓度为3.5-26.4mol/L。当强碱浓度低于3.5mol/L时铝箔缓慢溶解，浓度在3.5-26.4mol/L高浓度下产生大量的氢气气泡促进正极活性材料与铝箔快速分离。
在本发明中，在所述步骤(2)中，正极片在强碱溶液中浸泡的时间为0.5-10min。
在本发明中，所述步骤(4)中铝箔的收集方法是将铝箔从碱液上部捞出，水流冲洗除去残余碱液后干燥得到铝箔。
在本发明中，所述步骤(4)中正极活性材料的收集方法是从碱液中过滤出固体活性材料后经多次洗涤并干燥后以备后续回收处理。
本发明的优点在于：
本发明采用高浓度强碱破坏铝箔集流体与正极活性材料的界面，相比于普通碱溶法能直接回收铝箔且正极活性材料与铝箔集流体分离完全。
本发明的方法实现了完整铝箔回收，减少了后续对碱液中铝的沉淀回收同时也极大地减少了强碱的消耗。
本发明的方法能够实现正极活性材料与铝箔的快速分离，在简化分离工艺的同时也降低了整个回收的成本。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将废旧锂电池放电后拆解，取出其中的正极片，并将正极片清洗干净；将正极片放入5mol/L的强碱溶液中充分浸泡3min，铝箔集流体表面快速溶于碱液中并产生大量氢气小气泡，铝箔的溶蚀加上大量气泡的吹动使铝箔与正极活性材料界面破坏，在水射流的冲洗下两者实现完全分离；分离后的铝箔在附在上面的气泡带动下浮在溶液上部，采用筛网过滤取出后，清洗铝箔表面并干燥后实现回收；正极活性材料在碱液底部通过过滤、清洗、干燥可满足后续回收处理，过滤后的碱液继续循环回用。正极活性材料基本全部从铝箔脱落，回收率100％，铝箔部分溶于碱液中，与同等大小完整铝箔相比回收率达86.5％。
实施例2
将废旧锂电池放电后拆解，取出其中的正极片，并将正极片清洗干净；将正极片放入20mol/L的强碱溶液中充分浸泡0.5min，铝箔集流体表面快速溶于碱液中并产生大量氢气小气泡，铝箔的溶蚀加上大量气泡的吹动使铝箔与正极活性材料界面破坏，在机械搅拌的作用下两者实现完全分离；分离后停止搅拌，铝箔在附在上面的气泡带动下浮在溶液上部，采用筛网过滤取出后，清洗铝箔表面并干燥后实现回收；正极活性材料在碱液底部通过过滤、清洗、干燥可用于后续回收处理，过滤后的碱液继续循环回用。正极活性材料基本全部从铝箔脱落，回收率100％，铝箔部分溶于碱液中，与同等大小完整铝箔相比回收率达80.6％。
综上所述，使用本发明所表述的方法通过高浓度的强碱在溶解铝箔集流体的过程中能短时间内产生大量氢气小气泡促进铝箔与正极活性材料的快速分离，铝箔上大量的小气泡使其浮在碱液上部，正极活性材料沉在碱液底部。该发明不仅极大地减少了碱液的消耗同时可以直接回收铝箔，简化分离工艺的同时也降低了回收的成本，铝箔的回收率均达到80％以上，正极活性材料的回收率接近100％。
尽管上面对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废旧锂电池放电后拆解，取出其中的正极片清洗干净；
(2)将清洗后的正极片放入高浓度的强碱溶液中充分浸泡，使铝箔与正极活性材料基本分离；
(3)增加机械搅拌或水流冲洗作用促进正极活性材料与铝箔集流体完全分离，正极活性材料沉入溶液底部，铝箔集流体浮在溶液上部；
(4)采用大筛孔筛网过滤浮在溶液上部的铝箔用清水冲洗后收集铝箔，反应后的溶液收集得到正极活性材料，碱液循环回用。
2.根据权利要求1所述的废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求1所述的废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，其特征在于，所述强碱溶液的浓度为3.5-26.4mol/L。
4.根据权利要求1所述的废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，正极片在强碱溶液中浸泡的时间为0.5-10min。
5.根据权利要求1所述的废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，其特征在于，所述步骤(4)中铝箔的收集方法是将铝箔从碱液上部捞出，水流冲洗除去残余碱液后干燥得到铝箔。
6.根据权利要求1所述的废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，其特征在于，所述步骤(4)中正极活性材料的收集方法是从碱液中过滤出固体活性材料后经多次洗涤并干燥后以备后续回收处理。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112467241A (zh) * 2020-11-12 2021-03-09 郑州中科新兴产业技术研究院 三元正极材料短流程回收再生方法、回收材料及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011154833A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Jx Nippon Mining & Metals Corp アルミニウム箔と正極活物質の分離方法
CN102646857A (zh) * 2012-05-17 2012-08-22 哈尔滨工业大学 一种废旧Li3V2(PO4)3正极材料的回收再生方法
CN104282961A (zh) * 2013-07-02 2015-01-14 浙江万向亿能动力电池有限公司 一种废旧磷酸铁锂动力电池的处理方法
CN105811038A (zh) * 2016-04-21 2016-07-27 国网北京市电力公司 锂离子电池的电极片的分离工艺

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104485493B (zh) * 2014-12-30 2016-06-29 兰州理工大学 废锂离子电池中钴酸锂正极活性材料的修复再生方法
CN108110359A (zh) * 2017-12-16 2018-06-01 淄博国利新电源科技有限公司 正极材料的循环利用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011154833A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Jx Nippon Mining & Metals Corp アルミニウム箔と正極活物質の分離方法
CN102646857A (zh) * 2012-05-17 2012-08-22 哈尔滨工业大学 一种废旧Li3V2(PO4)3正极材料的回收再生方法
CN104282961A (zh) * 2013-07-02 2015-01-14 浙江万向亿能动力电池有限公司 一种废旧磷酸铁锂动力电池的处理方法
CN105811038A (zh) * 2016-04-21 2016-07-27 国网北京市电力公司 锂离子电池的电极片的分离工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112467241A (zh) * 2020-11-12 2021-03-09 郑州中科新兴产业技术研究院 三元正极材料短流程回收再生方法、回收材料及应用

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