CN113909273A - 一种废旧锂电池极片回收方法及应用 - Google Patents
一种废旧锂电池极片回收方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种废旧锂电池极片回收方法及应用,采用先热解处理废旧锂电池极片,去除废旧锂电池极片的部分杂质后,获得热解电极料,再将热解电极料同步进行超声和酸处理,即可完成集流体与电极材料的解离,同时将电极材料中的有价元素浸出至浸出液中,无需再加入其它试剂,回收方法简单、效率高。本申请的废旧锂电池极片回收方法中,可实现锂的浸出率大于或等于93%、钴的浸出率大于或等于92.5%、锰的浸出率大于或等于99.7%、锂的浸出率大于或等于99.8%,铝的浸出率低于3%。将本申请回收废旧锂电池极片的方法用于废旧锂电池的回收方法中,可有效提高废旧锂电池的回收效率,节能环保。
Description
技术领域
本申请涉及二次资源利用技术领域,尤其涉及一种废旧锂电池极片回收方法及应用。
背景技术
锂离子电池是一种可充电电池,不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素。由于其突出的性能和环境优势,锂离子电池已成为便携能源应用的理想选择,在技术和市场份额方面经历了跨越式的发展。随着电动汽车市场的扩大,锂离子电池的消耗量将会急剧增加,而锂离子电池使用寿命到了期限后,其后续的合理处理是一个需要解决的重要问题。
锂离子电池废弃物含有大量有价值的金属,如Cu、Al、Fe、Li、Co、Mn和Ni等,是重要的二次资源。为了防止原材料的消耗和环境污染,对废旧锂离子电池进行无害化处理并对其中的有价资源进行回收再利用具有十分重要的意义。锂离子电池正负极片的集流体由金属原料制得,存在于集流体表面的附着物中也存在有价资源,在对锂离子电池的正负极片回收时,需将集流体和附着物中的有价资源分别进行回收。然而,附着物紧密地连接于集流体表面,并常常积累至一定的厚度,导致难以充分、高效地对集流体和附着物中的有价资源进行回收。
发明内容
为解决上述问题,本申请提供一种废旧锂电池极片回收方法及应用。
本申请提供的废旧锂电池极片回收方法,包括如下步骤:
将废旧锂电池极片进行热解处理,获得热解电极料;所述热解电极料包括集流体和附着于所述集流体的电极材料;所述热解电极料进行超声酸处理,将所述电极材料从所述集流体上去除,过滤,获得浸出液和浸出渣;其中,所述超声酸处理包括:将所述热解电极料置于预设酸用量的酸溶液中,同时超声处理,所述预设酸用量根据所述电极材料中锂元素、镍元素、钴元素、锰元素的含量进行选择;将所述浸出渣进行筛分,获得所述集流体。
本申请的所述废旧锂电池极片可包括从废旧的镍钴锰酸锂电池、废旧的镍钴铝酸锂电池、废旧的钴酸锂电池和废旧的锰酸锂电池中获得的废旧锂电池极片。
所述热解电极料的所述集流体由金属导电材料制得,所述集流体的原料组分在所述热解前后不发生变化,即所述集流体可从所述废旧锂电池极片中保存至热解电极料中,所述废旧锂电池极片附着于集流体表面的物质中除了存在锂元素等有价资源外,还包括附着物,例如所述附着物可包括电池液、粘结剂等有机物质,所述热解步骤中可对所述附着物处理,使所述附着物转化为其他物质以去除,例如使所述附着物转化为气态物质等,有价资源则形成电极材料留存至集流体表面。
在一些示例性的实施例中,所述集流体至少包括正极片;所述电极材料至少包括附着于所述正极片的镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的一种。例如,所述集流体可包括正极片;或者所述废旧锂电池极片也可包括所述正极片和负极片。对应地,当所述集流体包括正极片时,所述电极材料可包括附着于所述正极片的镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的至少一种,当所述集流体还包括负极片时,所述电极材料还包括附着于所述负极片表面的石墨等。此外,所述废旧锂电池极片也可包括锂离子电池生产过程中产生的正负极片边角料或残次废料,所述正负极片边角料或残次废料也可包括镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的至少一种,同样可以与正极片、负极片以及电极材料一同进行所述超声酸处理。
所述正极片可为铝箔,所述负极片可为铜箔。
所述超声酸处理中,附着于所述负极片的所述石墨不与酸溶液反应,所述石墨在超声波的作用下可与所述负极片分离进入酸溶液中,并在后续所述筛分步骤中,被分离出去。由此可知,所述筛分步骤中可筛分获得铜箔、铝箔和所述石墨,可通过控制筛网目数,使筛分获得的筛上物包括所述铜箔和所述铝箔,筛下物可包括所述石墨。
所述超声酸处理中,附着于所述正极片的所述电极材料在超声波的作用下,同时与所述酸溶液反应,所述电极材料中的物质可与酸反应生成可溶性盐,经过滤后,所述电极材料中的物质进入浸出液,所述正极片留至所述浸出渣中。其中,在所述热解步骤中,对附着于所述集流片的所述附着物处理后,还可便于所述超声酸处理中所述电极材料从所述集流片脱除,提高所述电极材料与所述集流体的解离效率,便于所述电极材料与酸的反应,使所述电极材料中的有价资源可更多地进入浸出液中。
所述预设酸用量为酸的摩尔量,所述酸溶液的所述预设酸用量根据所述热解电极料中各元素的摩尔量来选择,可适当控制电极材料中各元素的摩尔量与酸的摩尔量之比,使得酸相对于电极材料过量,电极材料中的部分元素与酸反应生成可溶性的盐,被分离至浸出液中。
在选择电极材料中各元素的摩尔量与酸的摩尔比量之比时,也可无需选择酸用量相对于电极材料过量,例如,选择酸用量与电极材料的用量相当等,所述超声酸处理过程中,在酸和超声波的共同作用下,可使得附着于所述正极片上的电极材料被有效分离出来。
在一些示例性的实施例中,所述酸溶液中酸的摩尔量为所述热解电极料中锂元素、镍元素、钴元素、锰元素摩尔量之和的1.0~1.2倍,例如可以是1.0倍、1.04倍、1.08倍、1.12倍、1.16倍或1.2倍等。较佳地,所述酸溶液中酸的摩尔量为所述锂元素、镍元素、钴元素、锰元素摩尔量之和的1.10~1.15倍。
当所述电极材料包括钴酸锂时,则根据钴元素和锂元素的摩尔量选择酸的摩尔量,对应地,超声酸处理反应生成可溶性的钴盐和锂盐;当所述电极材料包括锰酸锂时,则根据锰元素和锂元素的摩尔量选择酸的摩尔量,对应地,超声酸处理反应生成可溶性的锰盐和锂盐;当所述电极材料包括镍钴铝酸锂时,则根据镍元素、钴元素和锂元素的摩尔量选择酸的摩尔量,对应地,超声酸处理反应生成可溶性的镍盐、钴盐和锂盐;当所述电极材料包括镍钴锰酸锂时,则根据镍元素、钴元素、锰元素和锂元素的摩尔量选择酸的摩尔量,对应地,超声酸处理反应生成可溶性的锰盐、镍盐、钴盐和锂盐。
在一些示例性的实施例中,所述酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液中的一种。例如,当酸溶液为硫酸溶液时,所述电极材料的镍元素、钴元素、锰元素和锂元素在所述超声酸处理中对应地生成硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴和硫酸锂。
在一些示例性的实施例中,所述酸溶液与所述热解电极料的液固比范围为5:1~20:1,例如所述固液比可以为:5:1、10:1、15:1、18:1或20:1等,使酸溶液可充分浸润热解电极料。所述酸溶液与所述热解电极料的液固比是指所述酸溶液的体积(单位为mL)与所述热解电极料的质量(单位为g)之比。
在一些示例性的实施例中,所述超声酸处理的超声频率范围为40KHz ~100KHz,例如,所述超声频率可以为40KHz、60KHz、70KHz、80KHz或100KHz等。较佳地,所述超声酸处理的超声频率范围为40KHz ~60KHz。
在一些示例性的实施例中,所述超声酸处理的温度范围为25℃~90℃,例如,所述超声酸处理的温度可以为25℃、45℃、65℃、75℃或90℃等。较佳地,所述超声酸处理的温度范围为25℃~50℃。
在一些示例性的实施例中,所述超声酸处理的时间范围为5min~60min,例如,所述超声酸处理的时间可以为5min、15min、25min、45min或60min等。较佳地,所述超声酸处理的时间范围为10min~30 min。
在一些示例性的实施例中,所述热解步骤包括:置于流动的保护气体下热处理所述废旧锂电池极片。
所述保护气体可包括氮气和/或惰性气体,所述惰性气体包括氦气、氩气或氖气中的任意一种或至少两种的组合,包括但不限于氦气与氩气的组合、氩气与氖气的组合、氦气与氖气的组合氦气、氩气与氖气的组合。
所述热解处理过程中所述保护气体的流速为100-300mL/min,例如,可以是100mL/min、120mL/min、150mL/min、160mL/min、180mL/min、200mL/min、210mL/min、240mL/min、270mL/min、280mL/min或300mL/min等。所述热解时保护性气体的流速是指保护性气体在标准大气压,且室温下的体积流速。
所述热解处理过程中的温度范围为250℃-600℃,例如,可以是250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃或600℃等。
所述热解处理过程中的时间范围为0.1h-3h,例如可以是0.1h、0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h等。
在一些示例性的实施例中,所述将所述浸出渣进行筛分的步骤中,筛分所述浸出渣的筛网目数范围为100目~400目,例如,筛网目数可以为100目、200目、300目或400目等。较佳地,筛分所述浸出渣的筛网目数范围为200目~400目。
在获得所述旧锂电池极片后,可直接进行所述热解处理,获得热解电极料;在获得所述旧锂电池极片后,也可先对所述旧锂电池极片进行破碎获得电极碎料,将电极碎料进行所述热解处理获得所述热解电极料。将所述旧锂电池极片碎化成小颗粒的电极碎料,可便于后续所述热解处理步骤中的除杂,以及便于提高后续所述超声酸处理中所述电极材料与酸反应的效率,还便于集流体上的电极材料从集流体上分离,提高所述旧锂电池极片的各种有价资源的分离效率。
本申请实施例提供一种废旧锂电池回收方法,包括拆解废旧锂电池,获得废旧锂电池极片;将所述废旧锂电池极片采用如上述所述的方法进行回收。
所述拆解废旧锂电池可包括:对放电后的所述废旧锂电池直接破碎,得到含有废旧锂离子电池全部物料的破碎料,其中所述破碎料包括含有电池液的电池粉料、废旧锂电池极片、外壳与隔膜。可从所述破碎料中分离出废旧锂电池极片。
在一些示例性的实施例中,所述拆解废旧锂电池,还获得含有电池液的电池粉料,将所述电池粉料与所述废旧锂电池极片一起进行所述热解处理,可有效提高所述废旧锂电池的回收效率,节约能源。也可将破碎料从废旧锂电池极片中分选出来,单独对废旧锂电池极片进行热解处理。
本申请提供一种废旧锂电池极片回收方法,采用先热解处理废旧锂电池极片,去除废旧锂电池极片的部分杂质后,获得热解电极料,再将热解电极料同步进行超声和酸处理,超声酸处理过程中仅需加入酸溶液处理,并结合超声的物理处理方法,即可完成集流体与电极材料的解离,同时将电极材料中的有价元素浸出至浸出液中,无需再加入其它试剂,回收方法简单、效率高。本申请的废旧锂电池极片回收方法中,可实现锂的浸出率大于或等于93%、钴的浸出率大于或等于92.5%、锰的浸出率大于或等于99.7%、锂的浸出率大于或等于99.8%,铝的浸出率低于3%。将本申请回收废旧锂电池极片的方法用于废旧锂电池的回收方法中,可有效提高废旧锂电池的回收效率,节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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的附图。
图1为本申请一种实施例中废旧锂电池极片回收方法的流程图;
图2为本申请实施例的废旧锂电池极片的示意图;
图3为本申请实施例的浸出液的示意图;
图4为本申请实施例筛分获得的筛上物的示意图;
图5为本申请实施例筛分获得的筛下物的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
如图1所示,为本申请实施例提供的废旧锂电池极片回收方法的流程图,下面结合具体实施例介绍本申请中的回收方法。
实施例1
将放电后的废旧镍钴锰酸锂电池拆解、破碎,分离出含有镍元素、钴元素、锰元素和锂元素的废旧锂电池极片,获取质量为1kg的废旧锂电池极片。如图2所示,为废旧锂电池极片的示意图。
取样检测分别获得1kg的废旧锂电池极片中镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的含量,并获得镍元素、钴元素、锰元素和锂元素的摩尔量摩尔量之和记为第一摩尔量。
将质量为1kg废旧锂电池极片置于流动的氮气氛围中,在流动的氮气保护下进行热解处理,热解处理条件:氮气流速为100mL/min,温度450℃,时间0.5h,获得热解电极料。
将热解电极料置于硫酸溶液中同时超声,进行超声酸处理。其中,硫酸溶液中硫酸的摩尔量为第一摩尔量的1.05倍,硫酸溶液与热解电极料的液固比为10:1,超声酸处理的温度为25℃,超声酸处理的超声频率为50KHz,超声酸处理的时间为20min。
超声酸处理后,过滤,获得浸出液和浸出渣。如图3所示为过滤获得的浸出液。
对浸出渣采用200目筛网筛分,获得筛上物包括铜箔和铝箔,筛下物包括石墨。如图4所示,为混有铜箔和铝箔的筛上物,筛上物的铜箔和铝箔表面光洁无电极材料附着,如图5所示,为筛下物石墨。
取样检测分别获得浸出液中的镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的含量,并根据检测的获得1kg的废旧锂电池极片中镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的含量,计算获得镍的浸出率为93%、钴的浸出率为92.5%、锰的浸出率为99.7%、锂的浸出率为99.8%、铝的浸出率为1.9%。由图2至图5可知,经本实施例的回收方法处理后,获得的筛上物集流体表面无电极材料附着。
实施例2
将放电后的废旧锰酸锂电池拆解、破碎,分离出含有锰元素和锂元素的废旧锂电池极片,获取质量为1kg的废旧锂电池极片。
取样检测分别获得1kg的废旧锂电池极片中锰元素、锂元素和铝元素的含量,并获得锰元素和锂元素的摩尔量摩尔量之和记为第一摩尔量。
将质量为1kg废旧锂电池极片置于流动的氮气氛围中,在流动的氮气保护下进行热解处理,热解处理条件:氮气流速为100mL/min,温度450℃,时间0.5h,获得热解电极料。
将热解电极料置于硫酸溶液中同时超声,进行超声酸处理。其中,硫酸溶液中硫酸的摩尔量为第一摩尔量的1.10倍,硫酸溶液与热解电极料的液固比为15:1,超声酸处理的温度为45℃,超声酸处理的超声频率为60KHz,超声酸处理的时间为30min。
超声酸处理后,过滤,获得浸出液和浸出渣。
对浸出渣采用200目筛网筛分,获得筛上物包括铜箔和铝箔,筛上物的铜箔和铝箔表面光洁无电极材料附着,筛下物包括石墨。
取样检测分别获得浸出液中的锰元素、锂元素和铝元素的含量,并根据检测的获得1kg的废旧锂电池极片中锰元素、锂元素和铝元素的含量,计算获得锰的浸出率为99.8%、锂的浸出率为99.8%、铝的浸出率为2.4%。
实施例3
将放电后的废旧钴酸锂电池拆解、破碎,分离出含有钴元素和锂元素的废旧锂电池极片,获取质量为1kg的废旧锂电池极片。
取样检测分别获得1kg的废旧锂电池极片中钴元素、锂元素和铝元素的含量,并获得钴元素和锂元素的摩尔量摩尔量之和记为第一摩尔量。
将质量为1kg废旧锂电池极片置于流动的氮气氛围中,在流动的氮气保护下进行热解处理,热解处理条件:氮气流速为100mL/min,温度450℃,时间0.5h,获得热解电极料。
将热解电极料置于硫酸溶液中同时超声,进行超声酸处理。其中,硫酸溶液中硫酸的摩尔量为第一摩尔量的1.10倍,硫酸溶液与热解电极料的液固比为15:1,超声酸处理的温度为35℃,超声酸处理的超声频率为50KHz,超声酸处理的时间为30min。
超声酸处理后,过滤,获得浸出液和浸出渣。
对浸出渣采用300目筛网筛分,获得筛上物包括铜箔和铝箔,筛上物的铜箔和铝箔表面光洁无电极材料附着,筛下物包括石墨。
取样检测分别获得浸出液中的钴元素、锂元素和铝元素的含量,并根据检测的获得1kg的废旧锂电池极片中钴元素、锂元素和铝元素的含量,计算获得锂的钴的浸出率为96.9%、锂的浸出率为99.9%、铝的浸出率为1.9%。
实施例4
将放电后的废旧镍钴铝酸锂电池拆解、破碎,分离出含有镍元素、钴元素和锂元素的废旧锂电池极片,获取质量为1kg的废旧锂电池极片。
取样检测分别获得1kg的废旧锂电池极片中镍元素、钴元素、锂元素和铝元素的含量,并获得镍元素、钴元素和锂元素的摩尔量摩尔量之和记为第一摩尔量。
将质量为1kg废旧锂电池极片置于流动的氮气氛围中,在流动的氮气保护下进行热解处理,热解处理条件:氮气流速为100mL/min,温度450℃,时间0.5h,获得热解电极料。
将热解电极料置于硫酸溶液中同时超声,进行超声酸处理。其中,硫酸溶液中硫酸的摩尔量为第一摩尔量的1.20倍,硫酸溶液与热解电极料的液固比为15:1,超声酸处理的温度为35℃,超声酸处理的超声频率为60KHz,超声酸处理的时间为30min。
超声酸处理后,过滤,获得浸出液和浸出渣。
对浸出渣采用400目筛网筛分,获得筛上物包括铜箔和铝箔,筛上物的铜箔和铝箔表面光洁无电极材料附着,筛下物包括石墨。
取样检测分别获得浸出液中的镍元素、钴元素、锂元素和铝元素含量,并根据检测的获得1kg的废旧锂电池极片中镍元素、钴元素、锂元素和铝元素的含量,计算获得锂的浸出率为97.9%、钴的浸出率为97.1%、锂的浸出率为99.9%、铝的浸出率为2.0%。
对比例1
将放电后的废旧镍钴锰酸锂电池拆解、破碎,分离出含有镍元素、钴元素、锰元素和锂元素的废旧锂电池极片,获取质量为1kg的废旧锂电池极片。
取样检测分别获得1kg的废旧锂电池极片中镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的含量,并获得镍元素、钴元素、锰元素和锂元素的摩尔量摩尔量之和记为第一摩尔量。
将质量为1kg废旧锂电池极片置于流动的氮气氛围中,在流动的氮气保护下进行热解处理,热解处理条件:氮气流速为100mL/min,温度450℃,时间0.5h,获得热解电极料。
将热解电极料置于去离子水中同时超声。其中,去离子水与热解电极料的液固比为10:1,超声酸处理的温度为25℃,超声酸处理的超声频率为50KHz,超声酸处理的时间为20min。
超声酸处理后,过滤,获得浸出液和浸出渣。
对浸出渣采用200目筛网筛分,获得筛上物包括铜箔、残留有电极材料的铝箔、从铝箔上解离出体积较大的电极材料,筛下物包括石墨、从铝箔上解离出的体积较小的电极材料。
对浸出液取样检测,获得浸出液中镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的浸出率均为0%。
对比例2
将放电后的废旧镍钴锰酸锂电池拆解、破碎,分离出含有镍元素、钴元素、锰元素和锂元素的废旧锂电池极片,获取质量为1kg的废旧锂电池极片。
取样检测分别获得1kg的废旧锂电池极片中镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的含量,并获得镍元素、钴元素、锰元素和锂元素的摩尔量摩尔量之和记为第一摩尔量。
将质量为1kg废旧锂电池极片置于流动的氮气氛围中,在流动的氮气保护下进行热解处理,热解处理条件:氮气流速为100mL/min,温度450℃,时间0.5h,获得热解电极料。
将热解电极料置于硫酸溶液中。其中,硫酸溶液中硫酸的摩尔量为第一摩尔量的1.10倍,硫酸溶液与热解电极料的液固比为10:1,处理温度为25℃,处理时间为30min。过滤,获得浸出液和浸出渣。
对浸出渣采用200目筛网筛分,获得筛上物包括铜箔、残留有电极材料的铝箔,筛下物包括石墨。
取样检测分别获得浸出液中的镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的含量,并根据检测的获得1kg的废旧锂电池极片中镍元素、钴元素、锰元素、锂元素和铝元素的含量,计算获得镍的浸出率为33.8%、钴的浸出率为31.5%、锰的浸出率为38.9%、锂的浸出率为46.6%、铝的浸出率为1.2%。经筛分获得的筛上物中集流体表面附着有部分电极材料。
综合上述实施例和对比例可以看出,本申请实施例中的方法,可有效将废旧锂电池极片的镍元素、钴元素、锰元素和锂元素浸出至酸溶液中,与集流体(包括铝箔和铜箔)分离,并可实现锂的浸出率大于或等于93%、钴的浸出率大于或等于92.5%、锰的浸出率大于或等于99.7%、锂的浸出率大于或等于99.8%、铝的浸出率低于3%,筛分可获得筛上物包括铜箔和铝箔,筛下物包括石墨。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,回收方法包括如下步骤:
将废旧锂电池极片进行热解处理,获得热解电极料;所述热解电极料包括集流体和附着于所述集流体的电极材料;
所述热解电极料进行超声酸处理,将所述电极材料从所述集流体上去除,过滤,获得浸出液和浸出渣;其中,所述超声酸处理包括:将所述热解电极料置于预设酸用量的酸溶液中,同时超声处理,所述预设酸用量根据所述电极材料中锂元素、镍元素、钴元素、锰元素的含量进行选择;以及
将所述浸出渣进行筛分,获得所述集流体。
2.根据权利要求1所述的废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,所述集流体至少包括正极片;所述电极材料至少包括附着于所述正极片的镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的一种。
3.根据权利要求1所述的废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,所述预设酸用量为酸的摩尔量,所述酸溶液中所述酸的摩尔量为所述热解电极料中锂元素、镍元素、钴元素、锰元素摩尔量之和的1.0~1.2倍。
4.根据权利要求1所述的废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,所述酸溶液与所述热解电极料的液固比范围为5:1~20:1。
5.根据权利要求1所述的废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,
所述超声酸处理的超声频率范围为40 KHz ~100KHz;
所述超声酸处理的温度范围为25℃~90℃;
所述超声酸处理的时间范围为5min~60 min。
6.根据权利要求1所述的废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,所述酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液中的一种。
7.根据权利要求1所述的废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,所述热解处理包括:置于流动的保护气体下热处理所述废旧锂电池极片。
8.根据权利要求1所述的废旧锂电池极片回收方法,其特征在于,所述将所述浸出渣进行筛分的步骤中,筛分所述浸出渣的筛网目数范围为100目~400目。
9.一种废旧锂电池回收方法,其特征在于,包括:
拆解废旧锂电池,获得废旧锂电池极片;
将所述废旧锂电池极片采用如上述权利要求1-8中任一项所述的方法进行回收。
10.根据权利要求9所述的废旧锂电池回收方法,其特征在于,所述拆解废旧锂电池,还获得含有电池液的电池粉料,将所述电池粉料与所述废旧锂电池极片一起进行所述热解处理,分离获得所述热解电极料。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114850184A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 娄底职业技术学院 | 一种安全的废旧动力电池环保回收用自动拆解系统及其拆解方法 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1275821A (zh) * | 1999-05-28 | 2000-12-06 | 默克专利股份有限公司 | 从废旧锂电池中回收负极材料的方法 |
CN101318712A (zh) * | 2008-07-08 | 2008-12-10 | 清华大学 | 从废旧锂离子电池中回收钴的方法 |
CN102412430A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-04-11 | 佛山市邦普循环科技有限公司 | 一种废旧锂离子电池正极片中铝箔的化学分离方法 |
JP2016149330A (ja) * | 2015-02-14 | 2016-08-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 使用済みリチウムイオン電池の処理方法 |
JP2017174517A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 使用済みリチウムイオン電池からの有価物回収方法 |
CN107275707A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-10-20 | 清华大学深圳研究生院 | 废旧锂离子电池正极片回收方法及装置 |
CN207563414U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-07-03 | 长沙佳纳锂业科技有限公司 | 废电池处理装置 |
CN109290339A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-01 | 湖南邦普循环科技有限公司 | 一种分离废旧三元正极片中正极粉末与铝集流体的方法 |
CN208889803U (zh) * | 2018-09-19 | 2019-05-21 | 江西赣锋循环科技有限公司 | 一种锂离子电池废极片处理装置 |
CN111495925A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种废旧锂电池热解及脱氟氯的方法 |
CN112122312A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-25 | 湖南金凯循环科技有限公司 | 一种废旧锂电池极片回收装置和回收方法 |
WO2021201055A1 (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | Jx金属株式会社 | 電池廃棄物の熱処理方法及び、リチウム回収方法 |
US20210328283A1 (en) * | 2018-07-12 | 2021-10-21 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for recovering valuable metals from waste lithium ion batteries |
-
2021
- 2021-12-07 CN CN202111479463.7A patent/CN113909273B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1275821A (zh) * | 1999-05-28 | 2000-12-06 | 默克专利股份有限公司 | 从废旧锂电池中回收负极材料的方法 |
CN101318712A (zh) * | 2008-07-08 | 2008-12-10 | 清华大学 | 从废旧锂离子电池中回收钴的方法 |
CN102412430A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-04-11 | 佛山市邦普循环科技有限公司 | 一种废旧锂离子电池正极片中铝箔的化学分离方法 |
JP2016149330A (ja) * | 2015-02-14 | 2016-08-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 使用済みリチウムイオン電池の処理方法 |
JP2017174517A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 使用済みリチウムイオン電池からの有価物回収方法 |
CN107275707A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-10-20 | 清华大学深圳研究生院 | 废旧锂离子电池正极片回收方法及装置 |
CN207563414U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-07-03 | 长沙佳纳锂业科技有限公司 | 废电池处理装置 |
US20210328283A1 (en) * | 2018-07-12 | 2021-10-21 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for recovering valuable metals from waste lithium ion batteries |
CN109290339A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-01 | 湖南邦普循环科技有限公司 | 一种分离废旧三元正极片中正极粉末与铝集流体的方法 |
CN208889803U (zh) * | 2018-09-19 | 2019-05-21 | 江西赣锋循环科技有限公司 | 一种锂离子电池废极片处理装置 |
WO2021201055A1 (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | Jx金属株式会社 | 電池廃棄物の熱処理方法及び、リチウム回収方法 |
CN111495925A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种废旧锂电池热解及脱氟氯的方法 |
CN112122312A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-25 | 湖南金凯循环科技有限公司 | 一种废旧锂电池极片回收装置和回收方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
LIANG SUN ET AL.: "Vacuum pyrolysis and hydrometallurgical process for the recovery of valuable metals from spent lithium-ion batteries", <JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS> * |
吴小龙等: "废旧锂离子电池市场规模及回收利用技术", 《环境科学与技术》 * |
成佐 等: "废旧动力电池正负极粉回收工艺的设计与探究", 《资源节约与环保》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114850184A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 娄底职业技术学院 | 一种安全的废旧动力电池环保回收用自动拆解系统及其拆解方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113909273B (zh) | 2022-06-28 |
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