DE112022001545T5

DE112022001545T5 - Beizfreies Rückgewinnungsverfahren für Batterieelektrodenfolien

Info

Publication number: DE112022001545T5
Application number: DE112022001545.4T
Authority: DE
Inventors: Haijun YU; Yingsheng Zhong; Yinghao Xie; Xuemei Zhang; Changdong LI
Original assignee: Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd; Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd; Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Current assignee: Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd; Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd; Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2022-06-06
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2042-06-07
Also published as: GB202316139D0; GB2620525A; WO2023000850A1; HUP2300401A1; CN113690501A; ES2957792R1; CN113690501B; US20240204278A1; ES2957792A2; DE112022001545B4

Abstract

In der vorliegenden Erfindung wird ein Rückgewinnungsverfahren für Batterieabfall-elektrodenfolien beschrieben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ein Unterziehen der Batterieabfallelektrodenfolien einer Scherung, einer Trocknung und einer Kältebehandlung, und ein anschließendes Walzen und Sieben derselben, um ein erstes positives Elektrodenmaterial und eine erste Abfallektrodenfolie zu erhalten. Ein Unterziehen der ersten Abfallektrodenfolie einer Scherung, einer Trocknung und einer Kältebehandlung, und ein anschließendes Walzen und Sieben desselben, um ein zweites positives Elektrodenmaterial und eine zweite Abfallektrodenfolie zu erhalten, und ein Rösten des ersten positiven Elektrodenmaterials und des zweiten positiven Elektrodenmaterials, um ein positives Elektrodenpulver zu erhalten. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Aluminiumgehalt des positiven Elektrodenmaterials durch ein schrittweises Scheren verringert, und die Haftfähigkeit des Bindemittels für die Abfallektrodenfolie wird dann durch ein Gefriertrocknen im Vakuum und ein Besprühen mit einem Schnellabkühlungsmittel verringert. Die Aluminiumfolie des positiven Elektrodenmaterials bricht nicht leicht, wenn sie nach der Vakuumgefriertrocknung gebrochen wird, und die Morphologie und die Leistung der Aluminiumfolie nach der ersten Scherung und der zweiten Scherung sind im Wesentlichen unverändert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das technische Gebiet des Batterierecyclings und insbesondere auf ein Recyclingverfahren für Batterieelektrodenfolien ohne Beizen.
Hintergrund
Die Industrie für Elektrofahrzeuge mit neuer Energie in China entwickelt sich schnell, was das schnelle Wachstum des Verkaufs von Elektrofahrzeugen gefördert hat, und die Nachfrage nach Leistungsbatterien wird weiter steigen. Bei der Herstellung von Batterien fällt jedoch eine Menge Abfall an positiven Batterieelektrodenfolien an.
Die derzeitige Herstellung von Materialien für positive Elektroden durch Rückgewinnung von Abfällen der positiven Elektrodenfolien umfasst hauptsächlich zwei Schritte: 1. Eine Aufbereitung der Abfälle der positiven Elektrodenfolien: Die Abfälle der positiven Elektrodenfolien werden einer Reihe von Arbeitsschritten unterzogen, wie zum Beispiel einer groben Zerkleinerung, einem feinen Mahlen, einer Pyrolyse und einer Siebung, um positive Elektrodenpartikel zu erhalten. 2. Eine Aufbereitung des positiven Elektrodenmaterials: Die positiven Elektrodenpartikel werden einer sauren Auslaugung, einer Entfernung von Verunreinigungen, einer Extraktion und einer Synthese unterzogen, um positive Elektrodenmaterialien zu erhalten.
Bei der Aufbereitung von Abfällen der Elektrodenfolien wird häufig eine Beizvorbehandlung durchgeführt, um die Trennung des positiven Elektrodenmaterials von der Aluminiumfolie zu verstärken und einen Teil des Aluminiums auf den Abfällen der Elektrodenfolien aufzulösen, was zu einer Trennung des positiven Elektrodenmaterials von der Aluminiumfolie beiträgt und die Recyclingeffizienz des positiven Elektrodenmaterials verbessert, und zusätzlich auch einfach die Aluminiumfolie zurückgewinnt. Nach dem Beizen allerdings werden 1. das Wasser und die Säure, die in der recycelten Aluminiumfolie verbleiben, mit dem Aluminium entflammbaren und explosiven Wasserstoff erzeugen, was sehr gefährlich ist; wird 2. das in der Säure gelöste Aluminium mit Partikeln wie zum Beispiel dem aktiven Material der positiven Elektrode und dem Bindemittel vermischt, und das Gemisch gelangt in den nächsten Säureauslaugungsprozess, wodurch sich der Gehalt an Verunreinigungen erhöht, was die anschließende Entfernung von Verunreinigungen erschwert; ist 3. nach der Säurebehandlung die Aluminiumfolie dünner und brüchiger, und die Hohlräume auf den Abfällen der positiven Elektrode nehmen zu, und das Zerkleinern erhöht die Menge an feinen Aluminiumpartikeln und Aluminiumpulver, die nicht durch das Sieben abgefangen werden können und somit in die Abfälle der positiven Elektrode eingearbeitet werden, wodurch sich der Aluminiumgehalt weiter erhöht, die Schwierigkeit des nachfolgenden Auslaugungs- und Verunreinigungsentfernungsprozesses erhöht und die entsprechenden Kosten steigen. Insbesondere für den oben genannten Punkt 3 gilt, dass bei den meisten derzeitigen Technologien für das Recycling und die Behandlung der positiven Abfallelektroden von Batterien das Zerkleinern und das Sieben die beiden notwendigen Schritte sind, die unweigerlich dazu führen, dass die groben Aluminiumpartikel und das Aluminiumpulver in das aktive Material der positiven Elektrode gelangen, und dass das Aluminium in dem anschließenden Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen entfernt werden muss.
Zusammenfassung
Mit der vorliegenden Offenbarung soll mindestens eines der oben genannten technischen Probleme des Standes der Technik gelöst werden. Aus diesem Grund stellt die vorliegende Offenbarung ein Recyclingverfahren für eine Batterieelektrodenfolie ohne Beizen bereit. Das Verfahren kommt ohne Beizen aus, es verringert grobe Aluminiumpartikel und Aluminiumpulver, die in den positiven Elektrodenpartikeln enthalten sind, es verbessert die Trennungseffizienz eines positiven Elektrodenmaterials und einer Aluminiumfolie und es verringert das Risiko bei dem Recyclingprozess des positiven Elektrodenmaterials.
Um diese Aufgabe zu lösen, werden bei der vorliegenden Offenbarung die folgenden technischen Lösungen angewandt.
Ein Recyclingverfahren für eine Batterieabfall-Elektrodenfolie, welches die folgenden Schritte umfasst:

(1) ein Scheren, ein Trocknen und ein Kältebehandeln der Batterieabfall-Elektrodenfolie, und ein anschließendes Walzen und Sieben, um ein erstes positives Elektrodenmaterial und eine erste Abfallelektrodenfolie zu erhalten;
(2) ein Scheren, ein Trocknen und ein Kältebehandeln der ersten Abfallelektrodenfolie und anschließendes Walzen und Sieben, um ein zweites positives Elektrodenmaterial und ein zweites Abfallelektrodenfolie zu erhalten; und
(3) ein Rösten des ersten positiven Elektrodenmaterials und des zweiten positiven Elektrodenmaterials, um ein positives Elektrodenpulver zu erhalten.

Bevorzugt umfasst der Schritt (1) ferner ein Hinzufügen der ersten Abfallelektrodenfolie in ein unpolares Lösungsmittel zum Einweichen, um eine erste positive Elektrodendispersion und einen Stromkollektor zu erhalten.
Bevorzugt umfasst der Schritt (2) ferner ein Hinzufügen der zweiten Abfallelektrodenfolie in ein unpolares Lösungsmittel zum Einweichen, um eine zweite positive Elektrodendispersion und einen Stromkollektor zu erhalten.
Weiter bevorzugt werden die erste positive Elektrodendispersion und die zweite positive Elektrodendispersion einem Lösungsmittelentzug unterzogen, um ein drittes positives Elektrodenmaterial zu erhalten.
Bevorzugt umfasst das Scheren in dem Schritt (1) ein Scheren der Batterieabfall-Elektrodenfolie in Abfallelektrodenfolienstreifen mit einer Breite von 2 cm bis 4 cm und einer Länge von 4 cm bis 10 cm.
Da die Aluminiumfragmente und das Aluminiumpulver in dem entsprechenden positiven Elektrodenmaterial zunehmen, je kleiner die positive Abfallelektrodenfolie zerkleinert wird, wird bei der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren eines schrittweisen Scherens und des schrittweisen Recyclings angewandt, so dass die oben genannte positive Elektrodenfolie zunächst in Streifen und dann in Fragmente zerschert wird. Ein erstes Scheren erzeugt zunächst die Aluminiumfragmente, und die meisten positiven Elektrodenmaterialien werden synchron recycelt, so dass das durch das erste Scheren recycelte positive Elektrodenmaterial den geringsten Aluminiumgehalt aufweist. Nach einem zweiten Scheren nehmen die Aluminiumfragmente und das Aluminiumpulver in den recycelten positiven Elektrodenmaterialien zu. Nach dem zweistufigen Scheren sind die meisten positiven Elektrodenmaterialien recycelt worden.
Bei der vorliegenden Offenlegung wird die positive Abfallelektrodenfolie in Streifen zerschert, wobei die Größe der positiven Abfallelektrodenfolie gesteuert wird, was ein Ablösen des positiven Elektrodenmaterials erleichtert, was ein Eindringen von Aluminiumfragmenten in die positiven Elektrodenpartikel verringert und was die Trennungseffizienz verbessert. Die Hauptgründe dafür sind, dass die Fragmente der positiven Abfallelektrodenfolie zu klein sind, und dass es einfacher ist, das positive Elektrodenmaterial nach dem Rollen, dem Scheren, den Vibrationen, den hohen Temperaturen usw. zu umhüllen. Die Seitenlänge der Abfallelektrodenfolie wird durch ein Scheren mit einer Schermaschine verlängert, was die Anzahl der Seiten der Abfallelektrodenfolie und damit die Anzahl der eingewalzten Seiten der Abfallelektrodenfolie verringert, wodurch indirekt das in die Seiten des Abfallelektrodenfolie eingewalzte positive Elektrodenmaterial verringert wird. Wenn die Seitenlänge verkürzt wird, erhöht sich die Anzahl der Seiten, und die Ränder der Abfallelektrodenfolie mit den benachbarten mehreren Seiten lassen sich leichter einrollen und umhüllen mehr positive Elektrodenmaterialien, und die positiven Elektrodenmaterialien, die von den eingerollten Abfallelektrodenfolien umhüllt sind, müssen erneut zerkleinert und dann einem Sieben unterzogen werden, wobei das mehrfache Zerkleinern der Hauptgrund für die Erhöhung des Gehalts an Aluminiumfragmenten in dem positiven Elektrodenmaterial ist.
Bevorzugt umfasst die Kältebehandlung in dem Schritt (1) bis zu dem Schritt (2) ein Gefriertrocknen der Batterieabfall-Elektrodenfolie, und besonders bevorzugt umfasst sie ferner ein Durchführen einer schnellen Kühlbehandlung der Oberflächen an der Batterieabfall-Elektrodenfolie nach dem Gefriertrocknen.
Weiter bevorzugt wird das Gefriertrocknen bei -140 °C bis -50 °C für 5 Minuten bis 15 Minuten durchgeführt.
Weiter bevorzugt ist das für eine Oberflächen-Schnellkühlung verwendete Kühlmittel Trockeneis.
Bevorzugt weist die Schnellkühlung eine durchschnittliche Temperaturabfallrate von 5 °C/min bis 25 °C/min auf.
Bevorzugt wird in dem Schritt (1) das Walzen bei -80 °C bis -50 °C durchgeführt.
Weiter bevorzugt ist das unpolare Lösungsmittel mindestens eines von einem Diethylacetamid (DEAC), einem Trimethylphosphat (TMP) oder einem Triethylphosphat (TEP).
Die Gefriertrocknung, die Zerkleinerung und die Siebung weisen eine deutlich selektive Zerkleinerung im Vergleich zu der Zerkleinerung und der Siebung bei normaler Temperatur auf. Bei normaler Temperatur ist die Klebekraft des Bindemittels der positiven Abfallelektrodenfolie sehr stark, und das positive Elektrodenmaterial lässt sich nur schwer von der Aluminiumfolie ablösen, so dass die Aluminiumfolie leicht zerkleinert wird, um in das positive Elektrodenmaterial einzudringen, was einer weiteren Siebung nicht förderlich ist. Nach der Gefriertrocknung im Vakuum kann die Aluminiumfolie des positiven Elektrodenmaterials beim Zerkleinern nicht so leicht zerkleinert werden, und die Morphologie der Aluminiumfolie nach der ersten und zweiten Zerkleinerung ist im Wesentlichen unverändert. Das Bindemittel im positiven Elektrodenmaterial geht bei niedriger Temperatur in einen kristallinen Zustand über, die Bindungsfähigkeit des Bindemittels ist geschwächt oder gar nicht vorhanden, und die Sprödigkeit des Bindemittels nimmt zu. Verglichen mit der normalen Temperatur weist die Aluminiumfolie bei einer sehr niedrigen Temperatur eine verbesserte Duktilität und verbesserte Eigenschafte der Rollfestigkeit und der Stoßfestigkeit auf. Das positive Elektrodenmaterial löst sich unter der Einwirkung von dem Walzen, den Stößen, den Vibrationen und den anderen äußeren Kräften leicht von der Aluminiumfolie. Das Zerkleinern bei niedriger Temperatur weist einen besseren Ablösungseffekt der Elektrodenmaterialpartikel und einen geringeren Aluminiumgehalt als bei dem Zerkleinern bei normaler Temperatur auf.
Bevorzugt wird in dem Schritt (3) das Rösten bei 600 °C bis 1000 °C für 30 min bis 90 min durchgeführt.
Im Vergleich zum Stand der Technik weist die vorliegende Offenbarung die folgenden vorteilhaften Wirkungen auf.

1. Die vorliegende Offenbarung führt eine Kältebehandlung an den Batterieabfall-Elektrodenfolien durch, um das Klebevermögen des Bindemittels der positiven Abfallelektrodenfolie zu verringern, und die Aluminiumfolie weist eine verbesserte Duktilität bei einer niedrigen Temperatur auf und sie weist verbesserte Eigenschaften der Rollfestigkeit und der Schlagfestigkeit auf. Das positive Elektrodenmaterial löst sich unter der Einwirkung von dem Walzen, den Stößen, den Vibrationen und den anderen äußeren Kräften leicht von der Aluminiumfolie, und die Aluminiumfolie wird nach der Kältebehandlung nicht leicht zerkleinert, was den Aluminiumgehalt in dem positiven Elektrodenmaterial verringert.
2. Die vorliegende Offenbarung verwendet nur ein physikalisches Verfahren, um die Aluminiumfolie von dem positiven Elektrodenmaterial zu trennen, und sie verwendet nicht ein Beizen und nicht eine Pyrolyse bei hoher Temperatur, um die Abtrennung des positiven Elektrodenmaterial und der Aluminiumfolie zu verstärken. Dadurch wird nicht nur das Einbringen von Aluminium in das positive Elektrodenmaterial durch das Beizen vermieden, sondern auch das Schmelzen der Aluminiumfolie bei hohen Temperaturen (> 660 °C) und das Einwickeln des positiven Elektrodenmaterials, was für das Sieben des positiven Elektrodenmaterials und der Aluminiumfolie nicht förderlich ist. Die Zeit für zwei Vakuumgefriertrocknungsbehandlungen beträgt nur 10 bis 30 Minuten, und die Zeitkosten für die Behandlungen sind sehr gering. Die beiden Scherbehandlungen unterscheiden sich von der Zerkleinerungsbehandlung. Das Scherbehandlungsverfahren ist milder und erzeugt nur wenige Aluminiumfragmente. Das herkömmliche Verfahren erfordert ein mehrfaches Zerkleinern, wodurch auch eine große Menge an Aluminiumfragmenten in das positive Elektrodenmaterial gelangt.
3. Bei der vorliegenden Offenbarung wird das unpolare Lösungsmittel hinzugefügt, um das verbleibende Bindemittel aufzulösen, und das positive Elektrodenmaterial wird gleichzeitig abgewaschen, wodurch die Trennungsrate des positiven Elektrodenmaterials und der Aluminiumfolie verbessert wird. Eine kleine Menge des unpolaren Lösungsmittels wird verwendet, um das verbleibende Bindemittel aufzulösen, während das positive Elektrodenmaterial abgewaschen wird, so dass die Menge des unpolaren Lösungsmittels verringert wird, und nur der letzte kleine Teil (< 5 %) des positiven Elektrodenmaterials abgetrennt werden muss. Daher wird nur wenig unpolares Lösungsmittel verwendet, und die Kosten für die Abtrennung werden entsprechend abgesenkt. Außerdem wird das unpolare Lösungsmittel nach der Abtrennung des positiven Elektrodenmaterials recycelt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der Zeichnungen und Beispiele näher beschrieben, wobei die 1 ein Verfahrensablaufdiagramm eines Beispiels 1 der vorliegenden Offenbarung ist.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden das Konzept der vorliegenden Offenbarung und die erzielten technischen Wirkungen anhand der Beispiele klar und vollständig beschrieben, um den Zweck, die Merkmale und die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung vollständig zu verstehen. Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Beispiele nur einen Teil der Beispiele der vorliegenden Offenbarung und nicht alle Beispiele darstellen. Andere Beispiele, die vom Fachmann auf der Grundlage der Beispiele der vorliegenden Offenbarung ohne erfinderische Bemühungen erhalten werden, fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung.
Beispiel 1
Ein Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolies dieses Beispiels umfasst die folgenden spezifischen Schritte:

(1) Eine Vorbehandlung der Abfallelektrodenfolien: 35,69 kg Abfallelektrodenfolien wurden von Oberflächenverunreinigungen befreit, und die Abfallelektrodenfolien wurden mit einer Schermaschine primär geschert, um Abfallelektrodenfolienstreifen mit einer Breite von 2 cm bis 4 cm und einer Länge von 4 cm bis 10 cm zu erhalten.
(2) Eine Behandlung der Abfallelektrodenfolienstreifen: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 105 °C gebracht, um 20 Minuten lang getrocknet zu werden, dann werden sie auf Raumtemperatur abgekühlt, nachdem sie getrocknet worden waren, und in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -95 °C gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen für eine schnelle Abkühlung gesprüht, um zu verhindern, dass sich die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen zu schnell erwärmt, dann wurden die Abfallelektrodenfolienstreifen schnell gerollt, durch ein Rütteln gesiebt, um ein positives Elektrodenmaterial und die Abfallelektrodenfolienstreifen zu erhalten.
(3) Ein zweites Scheren: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden mit einer Schermaschine geschert, um Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten, dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -92 °C für 10 Minuten gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen wurden sie herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente für eine schnelle Kühlung gesprüht, um eine zu schnelle Erwärmung der Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente zu verhindern, dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente schnell gewalzt, mit einem Rüttelsieb gesiebt, um das positive Elektrodenmaterial und die Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten.
(4) Eine Reinigung der Abfallelektrodenfolienfragmente: Die Abfallelektrodenfolienfragmente wurden in einen Kessel mit einer Temperatur von 73 °C gegeben, und Trimethylphosphat wurde in dem Kessel hinzugefügt, dann 25 Minuten lang gerührt und getrennt, um die Abfallelektrodenfolienfragmente, das positive Elektrodenmaterial und ein unpolares Lösungsmittel zu erhalten. Die erhaltenen Abfallelektrodenfolienfragmente können mit einer wässrigen Lösung gereinigt werden, die 18 % Ethanol enthält.
(5) Ein Rösten: Die positiven Elektrodenmaterialien, die in den Schritten (2), (3) und (4) zurückgewonnenen worden sind, wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 710 °C gegeben und Luft wurde zugeführt, damit diese 65 Minuten lang geröstet werden, um das Bindemittel in den positiven Elektrodenmaterialien zu entfernen. Dann wurden 27,51 kg positives Elektrodenpulver erhalten, und die Abfallelektrodenfolien wurden nach dem Trocknen recycelt.

Die 1 ist ein Verfahrensablaufdiagramm eines ersten Beispiels der vorliegenden Offenbarung. Aus der 1 ist ersichtlich, dass zunächst die Abfallelektrodenfolie in Abfallelektrodenfolienstreifen zerschert wird. die Abfallelektrodenfolienstreifen werden getrocknet und bei einer sehr niedrigen Temperatur gefriergetrocknet. Dann wird die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen schnell abgekühlt, und die Abfallelektrodenfolienstreifen werden gewalzt, vibrierend gesiebt. Das Bindemittel in den Abfallelektrodenfolienstreifen wird aufgelöst und gereinigt, und schließlich wird das positive Elektrodenpulver durch ein Rösten gewonnen.
Beispiel 2
Ein Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolien dieses Beispiels umfasst die folgenden spezifischen Schritte:

(1) Eine Vorbehandlung der Abfallelektrodenfolien: 35,80 kg Abfallelektrodenfolien wurden von Oberflächenverunreinigungen befreit, und die Abfallelektrodenfolien wurden mit einer Schermaschine einer ersten Scherung unterzogen, um Abfallelektrodenfolienstreifen mit einer Breite von 2 cm bis 4 cm und einer Länge von 4 cm bis 10 cm zu erhalten.
(2) Eine Behandlung der Abfallelektrodenfolienstreifen: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 105 °C gebracht, um 20 Minuten lang getrocknet zu werden. Dann wurden sie nach dem Trocknen auf Raumtemperatur abgekühlt und in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -89 °C gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen wurden sie herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen gesprüht, um eine zu schnelle Erwärmung der Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen zu verhindern, dann wurden die Abfallelektrodenfolienstreifen schnell gerollt, vibrierend gesiebt, um ein positives Elektrodenmaterial und die Abfallelektrodenfolienstreifen zu erhalten.
(3) Ein zweites Scheren: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden mit einer Schermaschine geschert, um Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -87 °C für 10 Minuten gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen wurden sie herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente für eine schnelle Kühlung gesprüht, um eine zu schnelle Erwärmung der Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente zu verhindern. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente schnell gewalzt, mit einem Rüttelsieb gesiebt, um das positive Elektrodenmaterial und die Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten.
(4) Eine Reinigung der Abfallelektrodenfolienfragmente: Die Abfallelektrodenfolienfragmente wurden in einen Kessel mit einer Temperatur von 64 °C gegeben, und Trimethylphosphat wurde in dem Kessel hinzugefügt, dann 30 Minuten lang gerührt und getrennt, um die Abfallelektrodenfolienfragmente, das positive Elektrodenmaterial und ein unpolares Lösungsmittel zu erhalten. Die erhaltenen Abfallelektrodenfolienfragmente können mit einer wässrigen Lösung gereinigt werden, die 18 % Ethanol enthält.
(5) Ein Rösten: Die positiven Elektrodenmaterialien, die in den Schritten (2), (3) und (4) zurückgewonnenen worden sind, wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 845 °C gegeben und Luft wurde zugeführt, damit diese 57 Minuten lang geröstet werden, um das Bindemittel in den positiven Elektrodenmaterialien zu entfernen. Dann wurden 28,43 kg positives Elektrodenpulver erhalten, und die Abfallelektrodenfolien wurden nach dem Trocknen recycelt.

Beispiel 3
Ein Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolien dieses Beispiels umfasst die folgenden spezifischen Schritte:

(1) Eine Vorbehandlung der Abfallelektrodenfolien: 38,31 kg Abfallelektrodenfolien wurden von Oberflächenverunreinigungen befreit, und die Abfallelektrodenfolien wurden mit einer Schermaschine primär geschert, um Abfallelektrodenfolienstreifen mit einer Breite von 2 cm bis 4 cm und einer Länge von 4 cm bis 10 cm zu erhalten.
(2) Eine Behandlung der Abfallelektrodenfolienstreifen: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 105 °C gebracht, um 20 Minuten lang getrocknet zu werden. Dann wurden sie nach dem Trocknen auf Raumtemperatur abgekühlt und in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -75 °C gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen wurden sie herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen zur schnellen Kühlung gesprüht, um zu verhindern, dass sich die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen zu schnell erwärmt. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienstreifen schnell gewalzt, vibrierend gesiebt, um ein positives Elektrodenmaterial und Abfallelektrodenfolienstreifen zu erhalten.
(3) Ein zweites Scheren: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden mit einer Schermaschine geschert, um Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -78 °C für 10 Minuten gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen wurden sie herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente für eine schnelle Kühlung gesprüht, um eine zu schnelle Erwärmung der Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente zu verhindern. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente schnell gewalzt, vibrierend gesiebt, um das positive Elektrodenmaterial und die Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten.
(4) Eine Reinigung der Abfallelektrodenfolienfragmente: Die Abfallelektrodenfolienfragmente wurden in einen Kessel mit einer Temperatur von 58 °C gegeben, und Diethylacetamid wurde in dem Kessel hinzugefügt, dann 27 Minuten lang gerührt und getrennt, um die Abfallelektrodenfolienfragmente, das positive Elektrodenmaterial und ein unpolares Lösungsmittel zu erhalten. Die erhaltenen Abfallelektrodenfolienfragmente können mit einer wässrigen Lösung gereinigt werden, die 18 % Ethanol enthält.
(5) Ein Rösten: Die positiven Elektrodenmaterialien, die in den Schritten (2), (3) und (4) zurückgewonnenen worden sind, wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 800 °C gegeben und Luft wurde zugeführt, damit diese 86 Minuten lang geröstet werden, um das Bindemittel in den positiven Elektrodenmaterialien zu entfernen. Dann wurden 29,03 kg positives Elektrodenpulver erhalten, und die Abfallelektrodenfolien wurden nach dem Trocknen recycelt.

Beispiel 4
Ein Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolien dieses Beispiels umfasst die folgenden spezifischen Schritte:

(1) Eine Vorbehandlung der Abfallelektrodenfolien: 34,17 kg Abfallelektrodenfolien wurden von Oberflächenverunreinigungen befreit, und die Abfallelektrodenfolien wurden mit einer Schermaschine primär geschert, um Abfallelektrodenfolienstreifen mit einer Breite von 2 cm bis 4 cm und einer Länge von 4 cm bis 10 cm zu erhalten.
(2) Eine Behandlung der Abfallelektrodenfolienstreifen: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 105 °C gebracht, um 20 Minuten lang getrocknet zu werden. Dann wurden sie nach dem Trocknen auf Raumtemperatur abgekühlt und in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -94 °C gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen wurden sie herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen für eine schnelle Kühlung gesprüht, um eine zu schnelle Erwärmung der Oberfläche der Abfallelektrodenfolienstreifen zu verhindern. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienstreifen schnell gerollt, vibrierend gesiebt, um ein positives Elektrodenmaterial und die Abfallelektrodenfolienstreifen zu erhalten.
(3) Ein zweites Scheren: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden mit einer Schermaschine geschert, um Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten, dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente in einen Gefrierschrank gebracht, um bei -90 °C für 10 Minuten gefriergetrocknet zu werden, und nach dem Gefriertrocknen wurden sie herausgenommen, und Trockeneis wurde auf die Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente für eine schnelle Kühlung gesprüht, um eine zu schnelle Erwärmung der Oberfläche der Abfallelektrodenfolienfragmente zu verhindern. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienfragmente schnell gewalzt, vibrierend gesiebt, um das positive Elektrodenmaterial und die Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten.
(4) Eine Reinigung der Abfallelektrodenfolienfragmente: Die Abfallelektrodenfolienfragmente wurden in einen Kessel mit einer Temperatur von 68 °C gegeben, und Trimethylphosphat wurde dem Kessel zugegeben, dann 24 Minuten lang gerührt und getrennt, um die Abfallelektrodenfolienfragmente, das positive Elektrodenmaterial und ein unpolares Lösungsmittel zu erhalten. Die erhaltenen Abfallelektrodenfolienfragmente können mit einer wässrigen Lösung gereinigt werden, die 18 % Ethanol enthält.
(5) Ein Rösten: Die positiven Elektrodenmaterialien, die in den Schritten (2), (3) und (4) zurückgewonnenen worden sind, wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 800 °C gegeben und Luft wurde zugeführt, damit diese 60 Minuten lang geröstet zu werden, um das Bindemittel in den positiven Elektrodenmaterialien zu entfernen. Dann wurden 26,45 kg positives Elektrodenpulver erhalten, und die Abfallelektrodenfolien wurden nach dem Trocknen recycelt.

Vergleichsbeispiel 1
Eine Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolien dieses Vergleichsbeispiels umfasst die folgenden spezifischen Schritte:

(1) Eine Vorbehandlung der Abfallelektrodenfolien: 34,98 kg recycelter Abfallelektrodenfolien wurden von Oberflächenverunreinigungen befreit, und die Abfallelektrodenfolien wurden mit einer Schermaschine geschert, um Abfallelektrodenfolienstreifen mit einer Breite von 2 cm bis 4 cm und einer Länge von 4 cm bis 10 cm zu erhalten. Dann wurden die Abfallelektrodenfolienstreifen einer Auslaugung mit 0,03 mol/l verdünnter Schwefelsäure für 18 Minuten und zweimaligem Waschen mit Wasser unterzogen und anschließend in einem Heizofen getrocknet.
(2) Eine Behandlung der Abfallelektrodenfolienstreifen: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 105 °C gebracht, um 20 Minuten lang getrocknet zu werden. Nach dem Trocknen wurden die Abfallelektrodenfolienstreifen durch einen Brecher zerkleinert, um 34,83 kg Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten. Dann wurden Aluminium und ein positives Elektrodenmaterial durch ein Vibrationssieb gesiebt, und nicht gesiebte Materialien wurden durch den Brecher zerkleinert und erneut gesiebt, um das Aluminium und das positive Elektrodenmaterial zu trennen.
(3) Ein Rösten: Das positive Elektrodenmaterial wurde 70 Minuten lang in einem Heizofen, in den Luft eingeführt wurde, stabil geröstet, und der Heizofen wurde auf 535 °C geregelt. Das Bindemittel in dem positiven Elektrodenmaterial wurde durch das Rösten entfernt, dann wurden etwa 27,17 kg positives Elektrodenpulver erhalten, und die Abfallelektrodenfolien wurden nach dem Trocknen recycelt.

Vergleichsbeispiel 2
Das Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolien dieses Vergleichsbeispiels umfasst die folgenden spezifischen Schritte:

(1) Eine Vorbehandlung der Abfallelektrodenfolien: 32,53 kg recycelter Abfallelektrodenfolien wurden von Oberflächenverunreinigungen befreit, und die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden 13 Minuten lang mit 0,05 mol/l verdünnter Schwefelsäure ausgelaugt und dreimal mit Wasser gewaschen und dann in einem Heizofen getrocknet.
(2) Eine Behandlung der Abfallelektrodenfolien: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 100 °C gebracht, um 20 Minuten lang getrocknet zu werden. Nach dem Trocknen wurden die Abfallelektrodenfolien mit einem Brecher zerkleinert, um 31,16 kg Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten. Dann wurden das Aluminium und ein positives Elektrodenmaterial mit einem Vibrationssieb gesiebt, und nicht gesiebte Materialien wurden mit dem Brecher zerkleinert und erneut gesiebt, um das Aluminium und das positive Elektrodenmaterial zu trennen.
(3) Ein Rösten: Das positive Elektrodenmaterial wurde 61 Minuten lang in einem Heizofen, in den Luft eingeführt wurde, stabil geröstet, und der Heizofen wurde auf 535 °C geregelt. Das Bindemittel in dem positiven Elektrodenmaterial wurde durch das Rösten entfernt. Dann wurden etwa 25,25 kg positives Elektrodenpulver erhalten, und die Abfallelektrodenfolien wurden nach dem Trocknen recycelt.

Vergleichsbeispiel 3
Das Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolien dieses Vergleichsbeispiels umfasst die folgenden spezifischen Schritte:

(1) Eine Vorbehandlung der Abfallelektrodenfolien: 32,12 kg recycelten Abfallelektrodenfolien wurden von Oberflächenverunreinigungen befreit, und die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden 4 Minuten lang mit 0,10 mol/l verdünnter Schwefelsäure ausgelaugt und zweimal mit Wasser gewaschen und dann in einem Heizofen getrocknet.
(2) Eine Behandlung der Abfallelektrodenfolien: Die Abfallelektrodenfolienstreifen wurden in einen Heizofen mit einer Temperatur von 105 °C gebracht, um 20 Minuten lang getrocknet zu werden. Nach dem Trocknen wurden die Abfallelektrodenfolien durch einen Brecher zerkleinert, um 27,64 kg Abfallelektrodenfolienfragmente zu erhalten. Dann wurden das Aluminium und ein positives Elektrodenmaterial durch ein Vibrationssieb gesiebt, und nicht gesiebte Materialien wurden durch den Brecher zerkleinert und erneut gesiebt, um das Aluminium und das positive Elektrodenmaterial zu trennen.
(3) Ein Rösten: Das positive Elektrodenmaterial wurde 78 Minuten lang in einem Heizofen, in den

Luft eingeführt wurde, stabil geröstet, und der Heizofen wurde auf 535 °C geregelt. Das Bindemittel im positiven Elektrodenmaterial wurde durch das Rösten entfernt, dann wurden etwa 24,06 kg positives Elektrodenpulver erhalten, und die Abfallelektrodenfolien wurden nach dem Trocknen recycelt. Tabelle 1: Aluminiumgehalt bei den Beispielen 1 bis 4 und bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 3

Gruppen	Masse der Abfallelektrodenfolien (kg)	Masse des positiven Elektrodenpulvers (kg)	Aluminiumgehalt in dem positiven Elektrodenpulver (kg)	Aluminiumgehalt in dem positiven Elektrodenpulver (%)
Beispiel 1	35,69	27,51	0,041	0,15 %
Beispiel 2	25,80	28,43	0,038	0,13 %
Beispiel 3	38,31	29,03	0,023	0,08 %
Beispiel 4	34,17	26,45	0,029	0,11 %
Vergleichsbeispiel 1	34,98	27,17	1,38	5,08 %
Vergleichsbeispiel 2	32,53	25,25	1,131	4,48 %
Vergleichsbeispiel 3	32,12	24,06	1,195	4,97 %

Der Aluminiumgehalt im Pulver der positiven Elektrode wurde durch ein spektrophotometrischem Verfahren gemessen, und der Aluminiumgehalt im Pulver der positiven Elektrode (%) = der Aluminiumgehalt im Pulver der positiven Elektrode / die Masse des Pulvers der positiven Elektrode.
Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Aluminiumgehalte in den behandelten positiven Elektrodenpulvern bei den Beispielen 1 bis 4 sehr niedrig sind und 0,15 %, 0,13 %, 0,08 % bzw. 0,11 % betragen, während die Aluminiumgehalte in den positiven Elektrodenpulvern bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 nach dem Beizen, dem Zerkleinern, dem Sieben und dem Rösten 5,08 %, 4,48 % bzw. 4,97 % betragen, was deutlich höher ist.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind oben detailliert beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, und verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne dass der Zweck der vorliegenden Offenbarung im Rahmen der Kenntnisse, die von denjenigen, die über gewöhnliche Fachkenntnisse auf dem Gebiet der Technik verfügen, verlassen wird. Darüber hinaus können die Ausführungsbeispiele in der vorliegenden Offenbarung und die Merkmale bei den Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern diese nicht in Konflikt miteinander stehen.

Claims

Recyclingverfahren für Batterieabfall-Elektrodenfolien, welches die folgenden Schritte umfasst: (1) ein Scheren, ein Trocknen und ein Kältebehandeln der Batterieabfall-Elektrodenfolien und ein anschließendes Walzen und Sieben, um ein erstes positives Elektrodenmaterial und eine erste Abfallektrodenfolie zu erhalten, (2) ein Scheren, ein Trocknen und ein Kältebehandeln der ersten Abfallektrodenfolie und ein anschließendes Walzen und Sieben, um ein zweites positives Elektrodenmaterial und eine zweites Abfallektrodenfolie zu erhalten, und (3) ein Rösten des ersten positiven Elektrodenmaterials und des zweiten positiven Elektrodenmaterials, um ein positives Elektrodenpulver zu erhalten.
Recyclingverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (1) ferner ein Einbringen der ersten Abfallelektrodenfolie in ein unpolares Lösungsmittel zum Einweichen umfasst, um eine erste positive Elektrodendispersion und einen Stromkollektor zu erhalten, und wobei der Schritt (2) ferner ein Einbringen der zweiten Abfallelektrodenfolie in ein unpolares Lösungsmittel zum Einweichen umfasst, um eine zweite positive Elektrodendispersion und einen Stromkollektor zu erhalten.
Recyclingverfahren nach Anspruch 2, wobei die erste positive Elektrodendispersion und die zweite positive Elektrodendispersion einem Lösungsmittelentzug unterzogen werden, um ein drittes positives Elektrodenmaterial zu erhalten.
Recyclingverfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt (1) und in dem Schritt (2) das Kältebehandeln ein Gefriertrocknen der Batterieabfallelektrodenfolien umfasst, und es bevorzugt ferner ein Durchführen einer schnellen Kühlbehandlung an den Oberflächen der Batterieabfallelektrodenfolien nach dem Gefriertrocknen umfasst.
Recyclingverfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt (1) das Scheren ein Scheren der Batterieabfallelektrodenfolien in Elektrodenfolienstreifen mit einer Breite von 2 cm bis 4 cm und einer Länge von 4 cm bis 10 cm umfasst.
Recyclingverfahren nach Anspruch 4, wobei das Gefriertrocknen bei -140 °C bis -50 °C für 5 min bis 15 min durchgeführt wird.
Recyclingverfahren nach Anspruch 4, wobei Trockeneis als ein Schnellkühlmittel für die schnelle Kühlbehandlung an den Oberflächen verwendet wird.
Recyclingverfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt (1) das Walzen bei -80 °C bis -50 °C durchgeführt wird.
Recyclingverfahren nach Anspruch 2, wobei das unpolare Lösungsmittel mindestens eines von einem Diethylacetamid, einem Trimethylphosphat oder einem Triethylphosphat ist.
Recyclingverfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt (3) das Rösten bei 600 °C bis 1000 °C für 30 min bis 90 min durchgeführt wird.