KR20000019850A - Method for recycling exhausted lithium secondary battery - Google Patents

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KR20000019850A
KR20000019850A KR1019980038152A KR19980038152A KR20000019850A KR 20000019850 A KR20000019850 A KR 20000019850A KR 1019980038152 A KR1019980038152 A KR 1019980038152A KR 19980038152 A KR19980038152 A KR 19980038152A KR 20000019850 A KR20000019850 A KR 20000019850A
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lithium
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lithium secondary
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최선웅
김학용
박인용
서성재
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박종덕
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Abstract

PURPOSE: A method for recycling an exhausted lithium secondary battery is provided to recycle an exhausted lithium secondary battery by separating and extracting materials of the secondary battery. CONSTITUTION: A method for recycling an exhausted lithium secondary battery(S1) is followed below. A positive pole and a negative pole are separated from a lithium secondary battery, exhausted by a classification, a cutting of upper/lower section, centrifuging, and a handling classification. A mixture of an activating material, a conductive material, and a binding agent, which are cleared a current collector, is separated from the positive/negative poles by a dissolution of the binding agent, a stirring, a filtering, and a heat separation, and cutting. A positive pole activating material is separated from the mixture, and binds the positive activating material and a lithium, and processes by a heat. A separated positive activating material is processed electronically/chemically.

Description

폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.Recycling of Discarded Lithium Secondary Batteries.

본 발명은 이동용 직류 전원, 백업용 전원으로서 각광받고 있는 재충전이 가능한 리튬 이차 전지의 재활용 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recycling method of a rechargeable lithium secondary battery that is in the spotlight as a mobile direct current power supply and a backup power supply.

더욱 상세하게는 폐기된 리튬 이차 전지 및 제조하던 중 성능 미달 등을 이유로 버려지는 리튬 이차 전지의 정극/부극으로 부터 각 구성재료를 고효율적인 방법으로 분리, 추출하고 그 중 전지 캔, 리튬계 정극 활물질, 정극 집전체, 부극 집전체를 전지 산업 및 기타 용도로 재활용할 수 있도록 처리하는 방법에 관한 것이다.More specifically, each component material is separated and extracted from the positive electrode / negative electrode of the discarded lithium secondary battery and the lithium secondary battery that is discarded due to poor performance during manufacturing, in a highly efficient manner, and among them, a battery can and a lithium-based positive electrode active material. The present invention relates to a method for treating a positive electrode current collector and a negative electrode current collector so as to be recycled for the battery industry and other uses.

본 발명의 "폐기된 리튬 이차 전지"에는 이동용 직류 전원용, 백업용 전원용으로 사용된 후 버려지는 리튬 이차 전지 외에도 전지 제조회사에서 성능 미달 등을 이유로 시장에 출하하기 전 버려지거나 또는 보관중인 불량 리튬 이차 전지가 포함된다.In the "disposed lithium secondary battery" of the present invention, in addition to the lithium secondary battery that is discarded after being used for a mobile DC power supply or a backup power supply, a defective lithium secondary battery that is discarded or stored before being shipped to the market due to insufficient performance by a battery manufacturer. Included.

일반적으로 리튬 이차 전지는 비수용성계 전해질을 함유하며 정극 활물질로는 고가의 코발트가 함유된 리튬계 산화물을 사용하여 제조된다. 최근 휴대용 전자기기의 소형화, 경량화, 고성능화 추세에 따라 단위 체적과 단위 중량면에서 고밀도 에너지를 갖는 리튬 이차 전지의 수요가 급격히 늘고 있다. 그러나 리튬 이차 전지는 앞에서 설명한 바와 같이 정극 활물질로 고가의 코발트가 함유된 리튬계 산화물을 사용하고 전해질로는 리튬 솔트가 용해된 에테르계 용액, 유기 카보네이트계 용액, 락톤계 용액, 포르메이트계 용액, 에스터계 용액 또는 이들의 혼합액을 사용하고 있기 때문에 타 전지와 같이 매립 방식으로 폐기하는 것은 고가의 구성재료를 사장시킨다는 점에서 전세계적으로 일고 있는 자원 재활용의 취지에 부합할 뿐만 아니라 향후 심각한 토양 오염 문제를 야기할 우려가 있다.Generally, lithium secondary batteries contain a water-insoluble electrolyte and are manufactured using lithium-based oxides containing expensive cobalt as a positive electrode active material. Recently, with the trend toward miniaturization, light weight, and high performance of portable electronic devices, the demand for lithium secondary batteries having high density energy in terms of unit volume and unit weight is rapidly increasing. However, as described above, the lithium secondary battery uses a lithium oxide containing expensive cobalt as a positive electrode active material and an electrolyte based on lithium salt, an organic carbonate based solution, a lactone based solution, a formate solution, Due to the use of ester-based solutions or mixtures of these, disposal of landfills like other batteries is not only in line with the intention of recycling resources around the world in terms of the high cost of constituent materials. There is a risk of causing.

현재 폐기된 리튬 이차 전지로 부터 셀 당 구성 재료비 비중이 제일 큰 정극 활물질만을 추출하여 산 처리한 후 금속 성분을 도금용으로 이용하는 방법이 알려져 있으나, 이와 같은 방법은 복잡한 공정과 과다한 비용으로 인하여 상용화 되지 못하고 있는 실정이다.At present, a method of extracting only the positive electrode active material having the largest specific gravity of constituent material per cell from acid batteries and treating it with acid is known. However, such a method is not commercialized due to complicated processes and excessive cost. I can't do it.

폐기된 리튬 이차 전지로 부터 구성재료를 분리, 추출, 재처리하는 데는 안전하고 저렴하게 환경 유해 물질의 90% 이상을 회수해야만 하는 공정 조작 및 제어 기술이 요구되며, 재활용이 가능한 재료를 신뢰성 있게 복원하는 고도의 재처리 기술이 요구되어지고 있다. 특히 본 발명에 관련하여 가장 핵심적인 기술이라 볼 수 있는 정극 활물질의 재처리 기술은 활물질 표면에 형성된 불순물 피막의 제거, 활물질의 화학적 조성비의 변화에 따른 리튬 이온의 재충진, 상 변이 및 형상 변형의 복원, 입도 크기 및 분포의 조절 등 고도의 분체 제어 및 조성 제어 기술을 필요로 한다.Separation, extraction, and reprocessing of components from waste lithium secondary batteries require process operation and control techniques that must recover more than 90% of environmentally hazardous substances safely and inexpensively, and reliably restore recyclable materials. Advanced reprocessing techniques are required. In particular, the reprocessing technology of the positive electrode active material, which is considered as the most important technology in relation to the present invention, is to remove the impurity film formed on the surface of the active material, and to recharge the lithium ions according to the change in the chemical composition ratio of the active material, There is a need for advanced powder control and composition control techniques such as restoration, control of particle size and distribution.

따라서 본 발명의 목적은 폐기된 리튬 이차 전지의 각 구성 재료를 분리, 추출, 재처리 하는데 있어 안전성, 비용, 수율 면에서 최적화된 공정을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 고부가 가치를 갖는 정극 활물질을 추출한 후 효율적으로 재처리하여 리튬 이차 전지의 정극으로서 재이용이 가능한 수준의 충 방전 특성을 보유할 수 있도록 복원시키고자 한다. 아울러 정극/부극 집전체와 전지 캔을 효율적으로 수거하여 인가트로 성형한 후 전지 산업을 포함한 기타 산업용으로 이용하고자 한다. 발명의 또 다른 목적은 토양 오염을 야기할 수 있는 전해질 용액을 신속하고 안전하게 수거하여 폐기하고자 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an optimized process in terms of safety, cost, and yield in separating, extracting, and reprocessing constituent materials of a discarded lithium secondary battery. It is another object of the present invention to extract a high value-added positive electrode active material and then efficiently reprocess it to restore the charge and discharge characteristics of a level that can be reused as a positive electrode of a lithium secondary battery. In addition, the positive electrode / negative electrode current collector and the battery can is efficiently collected and molded into an application and then used for other industries including the battery industry. Another object of the invention is to quickly and safely collect and dispose of an electrolyte solution which may cause soil contamination.

폐기된 리튬 이차 전지의 각 구성 재료들을 낮은 비용 및 높은 수율로 보다 안전하게 분리, 추출 할 수 있고, 추출된 정극 활물질의 충방전 특성을 리튬 이차 전지의 정극으로 재활용 할 수 있는 높은 수준으로 복원할 수 있는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법을 제공하고자 한다.Each component of the discarded lithium secondary battery can be safely separated and extracted at low cost and high yield, and the charge and discharge characteristics of the extracted cathode active material can be restored to a high level that can be recycled to the cathode of the lithium secondary battery. The present invention provides a method for recycling a discarded lithium secondary battery.

도 1은 본 발명의 공정 개략도이다.1 is a process schematic diagram of the present invention.

도 2는 폐기된 리튬 이차 전지(일본 소니사 제품-18650 사이즈)를 본 발명의 방법으로 처리하여 재생시킨 정극 활물질(LiCoO2)의 전자주사현미경(SEM) 사진이다.FIG. 2 is an electron scanning microscope (SEM) photograph of a positive electrode active material (LiCoO 2 ) regenerated by treatment of a discarded lithium secondary battery (18650, manufactured by Sony Corporation, Japan) by the method of the present invention.

도 3은 사용전인 리튬 이차 전지(일본 수미토모 광업 제품)의 정극 활물질(LiCoO2)의 전자주사현미경(SEM) 사진이다.3 is an electron scanning microscope (SEM) photograph of a positive electrode active material (LiCoO 2 ) of a lithium secondary battery (Sumitomo Mining Co., Ltd.) before use.

* 도면중 주요한 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1. 충 방전기 S1 : 폐 리튬 이온 전지1.Charge Discharger S1: Waste Lithium Ion Battery

2. 분류기 S2 : 리튬 원재료2. Sorter S2: Lithium Raw Material

3. 상 하부 절단기 P1 : 전지 캔3. Upper lower cutter P1: Battery can

4. 원심분리기 P2 : 전해질 용액4. Centrifuge P2: Electrolyte Solution

5. 수작업 분류 과정 P3 : 분리막과 그 외 내장 부품5. Manual Sorting Process P3: Membrane and Other Interior Parts

6. 절단기 P4 : 정극, 부극 집전체6. Cutter P4: positive electrode, negative electrode current collector

7. 교반기 P5 : 세척된 정극 활물질7. Stirrer P5: washed positive electrode active material

8. 필터 분류기 P6 : 정극 활물질8. Filter classifier P6: positive electrode active material

9. 열 분리기9. Thermal separator

10. 응축기 A : 제 1 분리 공정10. Condenser A: First Separation Process

11. 진공 장치 B : 제 2 분리 공정11.Vacuum device B: second separation process

12. 절단기 C : 정극 활물질의 재충진 공정12. Cutter C: Refilling Process of Positive Electrode Active Material

13. 분위기 로13. Atmosphere

14. 혼합기14. Mixer

15. 분위기 로15. Atmosphere

16. 분쇄 분급기16. Crushing Classifier

17. 전기 화학적 충진 과정17. Electrochemical Filling Process

18. 성능 평가 시험 과정18. Performance Evaluation Test Process

본 발명은 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recycling a discarded lithium secondary battery.

더욱 구체적으로 본 발명은 아래 공정 단계로 구성됨을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a method for recycling a discarded lithium secondary battery, characterized by the following process steps.

- 아 래 --Below-

[ⅰ] 분류, 상하부 절단, 원심 분리 및 수작업 분류 작업에 의해 폐기된 리튬 이차 전지로 부터 정극과 부극을 분리한 다음 이들을 절단하는 제 1 분리공정, [ⅱ] 결합제 용해, 교반, 필터링, 열분리 및 절단 작업에 의해 정극과 부극으로 부터 집전체가 제거된 활물질, 도전재 및 결합제의 혼합물을 분리하는 제 2 분리 공정 및 [ⅲ] 소성처리로 활물질, 도전재 및 결합제의 혼합물로 부터 정극 활물질을 분리한 다음, 정극 활물질과 리튬 원재료를 혼합한 후 열처리 하거나 분리된 정극 활물질을 전기 화학적으로 처리하는 정극 활물질의 재충전 공정.[Iii] A first separation process in which a cathode and an anode are separated from a lithium secondary battery discarded by sorting, top and bottom cutting, centrifugation, and manual sorting, and then cut, [ii] binder dissolution, stirring, filtering, and thermal separation. And a second separation step of separating a mixture of the active material, the conductive material, and the binder from which the current collector has been removed from the positive electrode and the negative electrode by the cutting operation, and [iii] firing treatment to prepare the positive electrode active material from the mixture of the active material, the conductive material, and the binder. After the separation, the positive electrode active material and the lithium raw material are mixed, followed by heat treatment or recharging of the positive electrode active material which electrochemically treats the separated positive electrode active material.

이하 본 발명을 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 공정 개략도이다.1 is a process schematic diagram of the present invention.

폐 전지(S1) 또는 충 방전기(1)에 의해 충분히 방전시킨 폐 전지는 생산자별, 생산연도별, 크기별, 형태별로 분류되는 분류기(2)를 거쳐 전지 몸체를 측면에서 고정시킨 트레이를 따라 이동한 후 상하부 절단기(3)에서 전지 캔(P1)과 전지 내용물로 분리된다.The waste battery discharged sufficiently by the waste battery (S1) or the charge-discharger (1) is moved along the tray to which the battery body is fixed from the side through a sorter (2) classified by producer, production year, size and shape. Then, the upper and lower cutters 3 separate the battery can P1 and the battery contents.

상기 분류기(2)에는 폐기된 리튬 이차 전지(S1)를 바로 공급할 수도 있고, 충 방전기(1)에 의해 충분히 방전시킨 폐 리튬 이차 전지를 공급할 수도 있다. 충 방전기(1)에서 방전시 정전류는 0.5mA/㎠ 이하, 전압범위가 2.0∼4.0V로 조절하는 것이 바람직하다. 또한 폐기된 리튬 이차 전지는 사용 후 폐기된 전지일 수도 있고 제조 공정 상에서 발생된 성능 미달의 불량 전지일 수도 있다. 분리된 후 취합된 전지 캔은 열처리 과정을 통해 인가트 형태로 성형되며 전지 내용물은 트레이를 따라 원심분리기(4)로 이동한다. 원심분리기 내에서 전해액(P2)은 약간의 분말과 함께 90% 이상 분리된다. 이때 원심분리기의 회전속도는 100rpm 이상인 것이 바람직하다. 전해액 분리를 위해 원심분리기를 사용한 것은 뒤따르는 수작업(5)시 작업자의 안전을 고려한 것이다.The sorter 2 may directly supply the discarded lithium secondary battery S1, or may supply the waste lithium secondary battery sufficiently discharged by the charge-discharger 1. The constant current at the time of discharge in the charge-discharger 1 is preferably adjusted to 0.5 mA / cm 2 or less and the voltage range is 2.0 to 4.0V. In addition, the discarded lithium secondary battery may be a discarded battery after use, or may be a poor performance battery generated in the manufacturing process. After the separation, the collected battery cans are formed into an application form through a heat treatment process, and the battery contents are moved to the centrifuge 4 along the tray. In the centrifuge the electrolyte (P2) is separated by more than 90% with some powder. At this time, the rotation speed of the centrifuge is preferably 100rpm or more. The use of a centrifuge for separation of electrolytes takes into account the safety of the operator in the subsequent manual work (5).

전해액으로 인한 환경 오염을 방지할 목적으로 전해액 만을 추출하고자 할 경우 수거된 폐 전지를 바로 액체 질소 속에 넣어 1분 이상 잔류케 한 후 꺼낸 즉시 압착기를 이용하여 분쇄한 후 분쇄물을 취합하여 원심분리기를 이용, 전해액 만을 추출한다. 이때 액체 질소 속에 폐 전지를 넣는 이유는 수거된 폐 전지 중 완전히 방전되지 않은 상태로 남아 있는 것들의 활성으로 인한 안전 사고를 방지할 목적이며 아울러 압착시 잘 부서지도록 하기 위한 것이다.If you want to extract only electrolyte solution to prevent environmental pollution due to electrolyte solution, put the collected waste battery directly into liquid nitrogen and let it remain for at least 1 minute, take it out immediately and crush it by using a compactor. Use only, extract the electrolyte. At this time, the reason for putting the waste battery in the liquid nitrogen is to prevent the safety accidents caused by the activity of those that remain in a completely discharged state of the collected waste batteries, and to ensure that they break well when pressed.

한편 원심분리기에 의해 전해액이 제거된 전지 내용물 중 정극과 부극은 수작업(5)을 통해 분리되며 분리막과 그 외 내장 부품들(P3)은 취합되어 폐기한다. 분리된 정극과 부극은 곧 이어 서술할 용매를 이용한 집전체 분리 공정에서 작업의 효율성을 높이고자 절단기(6)를 이용하여 4㎠ 이하 크기로 절단한다. 편의상 여기까지의 분리과정을 제 1 분리 공정이라고 한다.On the other hand, the positive electrode and the negative electrode of the battery contents from which the electrolyte is removed by the centrifuge are separated by hand 5, and the separator and other internal parts P3 are collected and discarded. The separated positive electrode and the negative electrode are cut to a size of 4 cm 2 or less by using the cutter 6 in order to increase the efficiency of the work in the current collector separation process using a solvent to be described later. For convenience, the separation process thus far is referred to as a first separation process.

제 1 분리 공정을 통해 분리된 정극과 부극은 활물질, 도전재로 쓰이는 카본, 이 두 물질을 기계적으로 연결하고 집전체에 결합시키는 결합제, 그리고 집전체로 구성된다. 구성 재료를 살펴 보면, 정극 활물질로는 Ni, V, Cr, Fe, Al 등의 금속 성분이 첨가 또는 첨가되지 않은 LiCoO2이나 LiMn2O4를 사용하고, 부극 활물질로는 탄소계 재료 또는 흑연계 재료를 사용하고, 결합제로는 정극과 부극 모두 폴리비닐리덴 플루오라이드를 사용하고, 정극 집전체는 알루미늄 막을 사용하고 부극 집전체는 구리막을 사용하고 있다.The positive electrode and the negative electrode separated through the first separation process are composed of an active material, carbon used as a conductive material, a binder for mechanically connecting the two materials and bonding the current collector, and a current collector. Looking at the constituent materials, as the positive electrode active material, LiCoO 2 or LiMn 2 O 4 without addition or addition of metal components such as Ni, V, Cr, Fe, and Al is used, and as the negative electrode active material, a carbon-based material or a graphite-based material is used. A material is used, and polyvinylidene fluoride is used for both a positive electrode and a negative electrode, an aluminum film is used for the positive electrode collector, and a copper film is used for the negative electrode collector.

제 1 분리 공정에서 4㎠ 이하로 절단된 정극 및 부극 조각은 교반기(7) 내로 투입된다. 교반기(7) 내에는 결합제를 용해할 수 있는 용매가 전극의 중량 대비 5:1 이상으로 주입되어 있다.In the first separation process, the positive electrode and the negative electrode cut to 4 cm 2 or less are introduced into the stirrer 7. In the stirrer 7, a solvent capable of dissolving the binder is injected at a 5: 1 or more relative to the weight of the electrode.

상기 교반기(7) 내에서 투입된 정극 및 부극 조각을 10분 이상 교반하게 되면 결합제는 용해되고 집전체로 부터 활물질과 도전재가 분리된다. 이때 용매로는 디메칠포르아미드, 디메틸라세타미드, 아세톤, 테트라하이드로퓨란, 메틸에틸케톤, N-메틸필로리돈, 아이소포론, 디옥세인, 메틸이소부칠케톤, 사이클로헥사논, 디아세톤 알코올, 씰란 또는 이들의 혼합액을 사용한다. 교반기 하단을 통해 집전체 등을 포함한 용액은 필터 분리기(8)로 들어가게 되고 내부에 설치된 크기 3㎜ 이하의 이동식 메쉬에서 집전체가 포집된다. 이때 필터 분리기 내의 필터링 구동력은 필터 분리기(8)의 상단에 부착된 기압 펌프를 통해 제공된다. 기압 펌프에는 압력 측정기기가 부착되어 있어 메쉬로 부터 집전체가 어느 정도 포집되어 용액의 흐름을 막았을 때 압력이 일정 수준 이상으로 올라가게 되어 메쉬의 교체 시점을 알려 준다.When the positive electrode and negative electrode pieces introduced into the stirrer 7 are stirred for 10 minutes or more, the binder is dissolved and the active material and the conductive material are separated from the current collector. At this time, the solvent is dimethylformamide, dimethylracetamide, acetone, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, N- methyl phyllolidon, isophorone, dioxane, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol, Sealane or a mixture thereof is used. Through the bottom of the stirrer, the solution including the current collector enters the filter separator 8 and the current collector is collected in a movable mesh having a size of 3 mm or less installed therein. The filtering driving force in the filter separator is then provided through a pneumatic pump attached to the top of the filter separator 8. The pressure pump is equipped with a pressure measuring device so that when the current collector is collected from the mesh to prevent the flow of the solution, the pressure rises above a certain level, thereby informing the mesh replacement point.

본 발명의 한 특징으로서 메쉬 교체 시는 2극 밸브를 조작하여 교반기(7)로 부터 집전체를 포함한 용액이 필터 분리기(8)로 더 이상 주입되지 않고 다시 교반기(7)로 회귀하도록 하며 교체 직전 응축기(10)로 부터 농축된 용매가 2극 밸브를 통해 필터 분리기로 분사되 포집된 집전체를 1차 세척하도록 설계된다. 분리된 집전체(P4)는 교반기(7)에 주입된 용매와 같은 종류를 이용하여 2차 세척하며 열처리 과정을 거쳐 인가트 형태로 성형한다.As a feature of the present invention, when the mesh is replaced, the solution including the current collector from the stirrer 7 is no longer injected into the filter separator 8 by returning back to the stirrer 7 by immediately operating the dipole valve. The concentrated solvent from the condenser 10 is sprayed through the bipolar valve to the filter separator and designed to first wash the collected current collector. The separated current collector P4 is secondly washed using the same kind of solvent injected into the stirrer 7, and is formed into an applied form through a heat treatment process.

제 1 분리 공정 이후 여기까지의 공정은 정극과 부극의 집전체 분리 공정이며 이 후의 기술은 오직 정극 활물질의 분리 및 재처리 공정에 해당한다. 필터 분리기(8)로 부터 정극 활물질과 도전재 그리고 용해된 상태의 결합제를 포함한 용액은 열 분리기(9)로 들어간다. 150℃ 이상에서 작동하고 있는 열 분리기(9)에 주입된 용액중의 용매는 급속히 증발하여 진공 장치(11)에 의해 응축기(10)에서 액상으로 포집되어 교반기(7)로 리사이클링하며 필터 분리기(8)에서 집전체를 세척할 때 세척액으로 사용되기도 한다. 열 분리기(9)의 하단부에는 농축된 결합제, 도전재 및 활물질의 혼합물은 슬러지 펌퍼를 통해 외부로 추출되며 절단기(12)를 통해 일정 크기로 잘리게 된다. 제 1 분리 공정 이후 여기까지의 과정을 편의상 제 2 분리 공정이라 한다.After the first separation step, the steps up to here are the current collector separation process between the positive electrode and the negative electrode, and the following technique corresponds only to the separation and reprocessing process of the positive electrode active material. From the filter separator 8 the solution containing the positive electrode active material, the conductive material and the binder in the dissolved state enters the thermal separator 9. The solvent in the solution injected into the heat separator 9 operating at 150 ° C. or higher rapidly evaporates and is collected in the liquid phase in the condenser 10 by the vacuum device 11, recycled to the stirrer 7, and the filter separator 8. ) Can also be used as a cleaning liquid to clean the current collector. At the lower end of the heat separator 9, a mixture of the concentrated binder, the conductive material and the active material is extracted to the outside through the sludge pump and cut to a predetermined size through the cutter 12. The process up to here after the 1st separation process is called a 2nd separation process for convenience.

제 2 분리 공정을 거친 결합제, 도전재, 활물질의 혼합 슬러지는 0.5∼1 기압의 산소 분위기인 분위기 로(13)에서 300∼500℃로 5∼20시간 동안 소성되어 도전재와 결합제는 산화되고 정극 활물질 만이 남게 된다. 추출된 정극 활물질은 리튬계 불순물의 제거를 위해 알코올과 2차 증류수로 울트라 소닉을 이용하여 두 차례 이상 세척한다. 폐 전지들은 완전히 방전된 상태에 있지 않으므로 세척된 정극 활물질(P5)의 화학적 조성비는 원래 조성비에 대해 Li이 결여된 상태로 있다. 따라서 전지용 정극 활물질로 복원시키기 위해서는 리튬 이온을 활물질의 결정 구조 내로 재충진 해야 한다.The mixed sludge of the binder, the conductive material, and the active material, which has undergone the second separation process, is calcined at 300 to 500 ° C. for 5 to 20 hours in an atmosphere furnace 13 having an oxygen atmosphere of 0.5 to 1 atmosphere, whereby the conductive material and the binder are oxidized and the positive electrode Only the active material remains. The extracted positive electrode active material is washed two or more times using ultra sonic with alcohol and secondary distilled water to remove lithium-based impurities. Since the waste batteries are not in a completely discharged state, the chemical composition ratio of the washed positive electrode active material P5 is in a state in which Li is lacking with respect to the original composition ratio. Therefore, in order to restore the battery positive electrode active material, lithium ions must be refilled into the crystal structure of the active material.

본 발명에서는 다음과 같은 두가지 방법으로 분리된 정극 활물질(P5)의 결정 구조 내로 리튬 이온을 재충진 시킨다.In the present invention, lithium ions are recharged into the crystal structure of the positive electrode active material P5 separated by the following two methods.

첫째, 리튬 원재료(S2)를 세척된 정극 활물질(P5)과 혼합한 후 소성 처리하는 통칭 열처리 법이다. 먼저 소성시 리튬 이온이 정극 활물질의 결정 구조 내로 충분히 충진할 수 있도록 정극 활물질 1몰 대비 리튬 원재료 0.5∼2몰을 다소 과다하게 혼합기(14)에서 혼합한다. 리튬 원재료로는 리튬카보네이트, 리튬나이트레이트, 리튬하이드록사이드, 리튬옥사이드, 리튬아세테이트, 리튬클로라이드, 리튬사이트레이트 등을 사용할 수 있다. 이후 혼합물을 0∼1 기압의 산소 분위기인 분위기 로(15)에서 300∼500℃의 온도로 1∼50시간 동안 1차 소성하고, 다시 온도를 500∼900℃로 올려 1∼20시간 동안 2차 소성한다. 승온과 강온시 시간당 온도 변화율은 10℃/분 이하로 한다. 2차 소성시 간헐적으로 시료를 꺼내어 분쇄한 후 재소성 하는 것도 무방하다. 소성된 정극 활물질은 2차 증류수와 울트라 소닉을 이용하여 세척하며 이 과정에서 과다한 리튬 원재료로 부터 비롯된 리튬계 불순물들이 제거된다. 이후 분쇄 분급기(16)를 통해 일정 크기로 분류된 정극 활물질(P6)은 전극으로 제조되어 성능 평가 시험(18)을 거친다.First, a common heat treatment method in which a lithium raw material (S2) is mixed with a washed positive electrode active material (P5) and then calcined. First, 0.5 to 2 moles of lithium raw materials are mixed in the mixer 14 in excess of 1 mole of the positive electrode active material so that lithium ions can be sufficiently filled into the crystal structure of the positive electrode active material during firing. Lithium carbonate, lithium nitrate, lithium hydroxide, lithium oxide, lithium acetate, lithium chloride, lithium citrate and the like can be used as a raw material for lithium. Thereafter, the mixture was first calcined for 1 to 50 hours at a temperature of 300 to 500 ° C. in an atmosphere furnace 15 having an oxygen atmosphere of 0 to 1 atmosphere, and the temperature was further raised to 500 to 900 ° C. for 2 to 20 hours. Fire. The rate of temperature change per hour at the time of temperature rise and temperature fall shall be 10 degrees C / min or less. During secondary firing, the sample may be intermittently taken out and pulverized and then refired. The calcined positive electrode active material is washed with secondary distilled water and ultra sonic, and lithium-based impurities derived from excessive lithium raw materials are removed in this process. Then, the positive electrode active material P6 classified into a predetermined size through the grinding classifier 16 is manufactured as an electrode and undergoes a performance evaluation test 18.

세척 전후 시료들을 X선 회절 검사와 퓨리에 전환 적외선 분광기(FTIR)로 조사한 결과 과다한 리튬 원재료로 부터 비롯된 불순물들이 세척 후 제거됨을 확인할 수 있었다. 세척된 시료들을 분쇄, 분급기를 통해 일정 크기로 분류하고 X선 회절기, 전자주사현미경, 원자흡착분광기로 결정 구조, 형상 및 화학적 조성비를 조사한 결과 최적의 열처리 조건은 리튬 원재료로 리튬하이드록사이드를 사용하여, 산소 100% 분위기 하에서 450℃로 10시간 동안 1차 소성한 후, 650℃로 5시간 동안 2차 소성하는 것으로 나타났다. 성능 평가 시험을 위해 제조되는 전극의 도전재로는 아세틸렌 블랙, 결합제로는 폴리비닐리덴 플루오라이드가 사용된다. 예를 들면 전극은 복원된 정극 활물질 LiCoO284중량%, 도전재인 아세틸렌 블랙 10중량% 및 결합제인 폴리비닐리덴 플루오라이드 6중량%로 제조된다. 성능 평가 시험을 위해 부극으로 리튬 금속을, 전해질로 유기 카보네이트계 혼합물에 1몰의 리튬솔트를 용해시킨 용액을 채용한 전기 화학적 전지가 사용된다. 이때 전해질로 사용되는 유기 카보네이트계 혼합물로는 에틸렌카보네이트와 디메틸카보네이트가 1:1의 체적비로 혼합된 것 등을 사용한다. 본 발명의 방법에 의해 복원된 정극 활물질 LiCoO2의 성능계수는 사용전의 정극 활물질 LiCoO2(수미토모 광업 제품) 대비 약 86% 수준이다. 정극 활물질의 성능 계수는 다음 식에 의해 측정한다.X-ray diffraction and Fourier Switched Infrared Spectroscopy (FTIR) were used to examine the samples before and after the washing, and it was confirmed that impurities from the excessive lithium raw materials were removed after washing. The washed samples were sorted to a certain size by crushing and classifying, and the crystal structure, shape, and chemical composition ratio were investigated by X-ray diffractometer, electron scanning microscope, and atomic adsorption spectroscopy. It was found that the primary firing was carried out at 450 DEG C for 10 hours under an oxygen 100% atmosphere, and then secondary firing at 650 DEG C for 5 hours. Acetylene black is used as the conductive material of the electrode prepared for the performance evaluation test, and polyvinylidene fluoride is used as the binder. For example, the electrode is made of 84% by weight of the restored positive electrode active material LiCoO 2 , 10% by weight of acetylene black as a conductive material, and 6% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder. For the performance evaluation test, an electrochemical cell employing a solution obtained by dissolving lithium metal as a negative electrode and 1 mol of lithium salt in an organic carbonate mixture as an electrolyte is used. In this case, as the organic carbonate-based mixture used as an electrolyte, a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate in a volume ratio of 1: 1 is used. The coefficient of performance of the positive electrode active material LiCoO 2 restored by the method of the present invention is about 86% of that of the positive electrode active material LiCoO 2 (Sumitomo Mining Products) before use. The coefficient of performance of the positive electrode active material is measured by the following equation.

성능계수(FOM) = Coefficient of Performance =

두 번째 방법으로는 전기 화학적으로 리튬 이온을 재충진하는 방법을 제공한다. 이 방법에 따르면 세척된 정극 활물질(P5)은 열처리 방법을 거치지 않고 바로 전극으로 제조된다. 전극의 제조 방법은 앞에서 설명한 열처리법과 동일하다. 전기 화학적 충진(17)을 위해 부극으로 리튬 금속을, 전해질로는 리튬 솔트가 0.5∼3몰 용해된 에테르계 용액, 유기 카보네이트계 용액, 락톤계 용액, 포르메이트계 용액, 에스테르계 용액 또는 이들의 혼합액을 사용한 전기 화학적 전지를 사용한다. 1 회의 충 방전으로 리튬 이온을 충진한다. 이때 방전 정전류는 0.1mA/㎠ 이하로 방전 시간을 매우 느리게 하여 전해액 속의 리튬 이온이 활물질의 결정 구조 속으로 충분히 확산할 수 있도록 한다. 충 방전시의 전압 범위는 2.0∼4.0V로 하는 것이 바람직하다. 이상에서 설명한 첫 번째 방법과 두 번째 방법은 서로 각각 실시될 수도 있고 동시에 실시될 수도 있다.The second method provides a method of electrochemically recharging lithium ions. According to this method, the cleaned positive electrode active material P5 is directly manufactured as an electrode without undergoing a heat treatment method. The manufacturing method of the electrode is the same as the heat treatment method described above. For the electrochemical filling 17, a lithium metal is used as a negative electrode and 0.5 to 3 mol of a lithium salt is dissolved as an electrolyte, an organic carbonate solution, a lactone solution, a formate solution, an ester solution, or a mixture thereof. An electrochemical cell using a mixed solution is used. One charge and discharge charges lithium ions. In this case, the discharge constant current is very slow at a discharge time of 0.1 mA / cm 2 or less so that lithium ions in the electrolyte can be sufficiently diffused into the crystal structure of the active material. It is preferable that the voltage range at the time of charge and discharge shall be 2.0-4.0V. The first method and the second method described above may be performed separately or simultaneously.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited only to the following examples.

실시예 1Example 1

수거된 일본국 소니사 18650 크기의 폐 리튬 이차 전지 10개를 회전식 톱날을 갖춘 절단기에서 절단하여 전지 캔과 전지 내용물로 분리한다. 분리된 전지 캔의 수율은 원래 체적 대비 91%였다. 전지 내용물을 200rpm으로 회전하는 원심분리기 내에 투입하여 약간의 활물질, 도전재와 함께 약 90%의 전해액을 추출한다. 원심분리기에 의해 전해액이 제거된 전지 내용물 중 정극과 부극을 수작업을 통해 분리하고, 절단기를 이용 평균 1㎠ 크기로 절단한다. 절단된 정극과 부극 조각을 아세톤과 N-메틸피로리돈이 1:1 중량비로 혼합된 용액(결합제 용해용 용액)이 전극의 중량 대비 10:1로 주입되어 있는 서로 다른 교반기 각각에 투입한 후 30분 동안 교반하여 결합제를 용해시킴과 동시에 집전체로 부터 활물질과 도전재를 분리한다. 집전체 등을 포함한 용액을 크기 2㎜의 체로 걸러 집전체를 포집하였고 포집된 집전체를 아세톤과 N-메칠피롤리돈이 2:1중량비로 혼합된 혼합액으로 세척한다. 세척된 정극과 부극 집전체의 최종 수율은 각각 91%, 92%였다. 집전체가 분리된 용액을 응축기, 진공장치 그리고 포집기가 연결된 오븐에서 건조한다. 이때 건조온도는 180℃이다. 포집된 용매의 수율은 74%이였다. 밀폐된 자동화 공정을 도입할시 더 높은 수율이 예상된다. 농축된 결합제, 도전재 및 활물질의 혼합물을 산소 98%의 분위기 하에서 450℃로 20시간 동안 소성하여 도전재와 결합제는 산화시키고 정극 활물질만을 검출한다. 추출된 정극 활물질을 알코올과 2차 증류수로 울트라소닉을 이용하여 두 차례 세척한다. 세척된 정극 활물질에 대해 X선 회절 검사(XRD)를 실시한 결과 LiCoO2와 동일한 결정구조를 보였다. 아울러 (003)면의 피크 위치와 강도를 (104)면의 그것들과 비교했을 때 결정 구조 내에 리튬 이온이 결핍되어 있음을 확인할 수 있었다. 원자흡착분광기(AA)로 금속 성분 조성비를 조사한 결과 Li:Co = 0.68:1로 나타났다. 리튬 이온의 재충진을 위해 리튬하이드록사이드를 정극 활물질 1몰 대비 0.8몰 혼합하여 혼합물을 제조한다. 계속해서 이들 혼합물들을 0.5∼1 기압의 산소 분위기 하에서 450℃의 온도로 10시간 동안 1차 소성한 후, 다시 650℃로 온도를 올려 5시간 동안 2차 소성한다. 승온과 강온시 시간당 온도 변화율은 5℃/분으로 조절한다. 2차 소성시 소성 중 시료를 꺼내어 분쇄한 후 1회 재소성하고 소성된 시료들은 2차 증류수와 울트라소닉을 이용하여 세척한다. 세척 전후 시료들을 X선 회절 검사와 퓨리에 전환 적외선 분광기(FTIR)로 조사한 결과 과다한 리튬 원재료로 부터 비롯된 불순물들이 세척 후 제거됨을 확인할 수 있었다. 성능 평가 시험을 위해 복원된 정극 활물질 LiCoO284중량%, 도전재인 아세틸렌 블랙 10중량% 및 결합제인 폴리비닐리덴 플루오라이드 6중량%로 구성된 전극을 제조한다. 전기 화학 실험을 위해 부극으로 리튬 금속을, 전해질로 1몰의 LiPF6이 용해된 에칠렌 카보네이트/디메칠카보네이트(체적비=1:1) 혼합액을 사용한 전기 화학적 전지를 사용한다. 수분에 의한 오염을 막기 위해 모든 조립 작업은 드라이 룸에서 수행한다. 충 방전에 사용된 정전류는 0.1mA/㎠, 전압범위는 4V, 충 방전 횟수는 50회로 한다. 아울러 일본국 수미토모 광업산 LiCoO2를 위와 동일한 방법으로 전극을 제조, 시험한 후 성능 계수를 계산한 결과 본 발명에 의해 용량과 수명 특성이 복원된 정극 활물질 LiCoO2의 성능 계수는 수미토모 광업 제품인 정극 활물질 LiCoO2 대비 약 86%로 나타났다.Ten collected lithium secondary batteries of Sony's 18650 size, Japan, were cut in a cutting machine equipped with a rotary saw blade and separated into battery cans and battery contents. The yield of the isolated battery can was 91% of the original volume. The battery contents were placed in a centrifuge rotating at 200 rpm to extract about 90% of the electrolyte with some active material and conductive material. The positive electrode and the negative electrode of the battery contents from which the electrolyte was removed by the centrifuge were separated by hand, and cut into an average size of 1 cm 2 using a cutter. Cut the positive electrode and the negative electrode pieces into each of the stirrers in which a solution containing acetone and N-methylpyrrolidone in a 1: 1 weight ratio (binder dissolving solution) was injected at a ratio of 10: 1 to the weight of the electrode. By stirring for a minute to dissolve the binder, the active material and the conductive material are separated from the current collector. The current collector was collected by sieving a solution including a current collector with a 2 mm sieve, and the collected current collector was washed with a mixed solution of acetone and N-methylpyrrolidone mixed in a 2: 1 weight ratio. Final yields of the washed positive electrode and the negative electrode current collector were 91% and 92%, respectively. The separated solution is dried in an oven connected to a condenser, a vacuum device and a collector. At this time, the drying temperature is 180 ℃. The yield of collected solvent was 74%. Higher yields are expected when introducing closed automated processes. The mixture of the concentrated binder, the conductive material and the active material is calcined at 450 ° C. for 20 hours under an atmosphere of 98% oxygen to oxidize the conductive material and the binder and detect only the positive electrode active material. The extracted positive electrode active material is washed twice with Ultrasonic with alcohol and secondary distilled water. X-ray diffraction (XRD) of the washed positive electrode active material showed the same crystal structure as LiCoO 2 . In addition, it was confirmed that lithium ions were deficient in the crystal structure when the peak positions and intensities of the (003) plane were compared with those of the (104) plane. As a result of investigating the composition ratio of the metal components with the atomic absorption spectrometer (AA), it was found that Li: Co = 0.68: 1. In order to recharge lithium ions, a mixture is prepared by mixing 0.8 mol of lithium hydroxide with respect to 1 mol of the positive electrode active material. Subsequently, these mixtures were first calcined at a temperature of 450 ° C. for 10 hours under an oxygen atmosphere of 0.5 to 1 atmosphere, and then further calcined at 5 ° C. for 5 hours. The temperature change rate per hour at the time of temperature increase and temperature fall is adjusted by 5 degree-C / min. During the second firing, the sample was taken out during the firing, pulverized, and then refired once. The calcined samples were washed with distilled water and ultrasonic. X-ray diffraction and Fourier Switched Infrared Spectroscopy (FTIR) were used to examine the samples before and after the washing, and it was confirmed that impurities from the excessive lithium raw materials were removed after washing. An electrode composed of 84% by weight of the restored positive electrode active material LiCoO 2 , 10% by weight of acetylene black as a conductive material, and 6% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder was prepared for the performance evaluation test. For the electrochemical experiment, an electrochemical cell using a mixture of ethylene carbonate / dimethylmethyl carbonate (volume ratio = 1: 1) in which lithium metal is dissolved as a negative electrode and 1 mol of LiPF 6 is dissolved as an electrolyte is used. All assembly work is done in a dry room to prevent contamination by moisture. The constant current used for charge and discharge is 0.1mA / cm 2, the voltage range is 4V, and the number of charge and discharge is 50 times. In addition, after manufacturing and testing the electrode of Sumitomo Mining Co., Ltd. LiCoO 2 in Japan, the coefficient of performance was calculated and the coefficient of performance of the positive electrode active material LiCoO 2 whose capacity and lifespan characteristics were restored by the present invention was Sumitomo Mining. It was about 86% compared to the positive electrode active material LiCoO2.

실시예 2Example 2

실시예 1의 세척된 정극 활물질을 열처리 방법을 거치지 않고 바로 전극으로 제조한다. 전극의 구성재료와 무게비는 실시예 1과 동일하게 한다. 전기 화학적 충진을 위해 부극으로 리튬 금속을, 전해질로 2몰의 LiPF6이 용해된 에칠렌 카보네이트/디메칠카보네이트(체적비=1:1) 혼합액을 채용한 전기 화학적 전지를 사용하고 모든 조립 작업은 드라이 룸에서 수행한다. 충전과 방전 정전류는 각각 0.1mA/㎠, 0.02mA/㎠, 전압 범위는 3.5V, 충 방전 횟수는 1회로 한다. 전기 화학적 충진이 완료된 정극 활물질의 금속성분 조성비를 흡착분광기로 조사한 결과 Li:Co = 0.91:1로서 사용전인 수미토모 광업 제품인 정극 활물질의 금속성분 조성비(Li:Co = 0.98:1)에 근접해 있어 리튬 이온이 효율적으로 재충전 되었음을 확인하였다.The washed positive electrode active material of Example 1 is directly prepared as an electrode without undergoing a heat treatment method. The constituent material and the weight ratio of the electrode are the same as in Example 1. For electrochemical filling, use an electrochemical cell with a mixture of ethylene carbonate / dimethylmethyl carbonate (volume ratio = 1: 1) in which lithium metal is dissolved as a negative electrode and 2 mol of LiPF 6 as an electrolyte. Perform on Charge and discharge constant current is 0.1mA / ㎠, 0.02mA / ㎠, voltage range is 3.5V, and the number of charge and discharge cycles is one. As a result of investigating the metal composition ratio of the positive electrode active material after the electrochemical filling was performed by adsorption spectroscopy, Li: Co = 0.91: 1, which was close to the metal composition ratio (Li: Co = 0.98: 1) of the positive electrode active material of Sumitomo Mining before use. It was confirmed that the ions were efficiently recharged.

실시예 3Example 3

수거된 폐 리튬 2차 전지를 분류기(2) 내로 투입하기 전에 충 방전기(1)를 이용하여 최하 0V까지 방전한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 정극 활물질을 추출한 후 1차 및 2차 소성 처리 한다. 소성된 정극 활물질의 금속성분 조성비를 원자흡착분광기로 조사한 결과 Li:Co = 0.9:1으로 리튬 이온이 효율적으로 재충전 되었음을 확인하였다.After collecting the positive electrode active material under the same conditions and processes as in Example 1, except that the collected waste lithium secondary battery was discharged to the lowest 0V using the charge-discharger 1 before being introduced into the sorter 2, Secondary firing treatment. The atomic ratio spectroscopy of the calcined positive electrode active material was examined by atomic adsorption spectroscopy to confirm that lithium ions were efficiently recharged with Li: Co = 0.9: 1.

실시예 4Example 4

수거된 폐 리튬 2차 전지를 분류기(2) 내로 투입하기 전에 충 방전기(1)를 이용하여 최하 0V까지 방전한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일한 조건 및 공정으로 정극 활물질을 추출한 후 전기 화학적 충전 처리한다. 전기 화학적 충전이 완료된 정극 활물질의 금속성분 조성비를 원자 흡착 분광기로 조사한 결과 Li:Co = 0.9:1으로 리튬 이온이 효율적으로 재충전 되었음을 확인하였다.Electrochemical charging after extracting the positive electrode active material under the same conditions and processes as in Example 2, except that the collected waste lithium secondary battery was discharged to the lowest 0V using the charge-discharger 1 before being introduced into the sorter 2. Process. As a result of investigating the composition ratio of the metal component of the positive electrode active material in which the electrochemical charging was completed, it was confirmed that lithium ions were efficiently recharged with Li: Co = 0.9: 1.

본 발명은 폐기된 리튬 이차 전지로 부터 전해질 용액을 90% 이상 안전하게 분리, 추출할 수 있어서 매립 폐기 시에도 토양 오염을 방지할 수 있다. 또한 본 발명은 전지 캔, 정극 집전체 및 부극 집전체를 낮은 원가 및 높은 수율(85% 이상)로 분리 추출할 수 있어서 이들을 전지 및 산업용으로 재활용할 수 있다. 또한 본 발명은 정극 활물질을 70% 이상 분리, 추출할 수 있고, 이들의 충 방전 특성을 리튬 이차 전지의 정극으로 재활용할 수 있는 높은 수준으로 복원할 수 있다. 본 발명으로 복원된 정극 활물질은 상업용 정극 활물질에 비해 85% 이상의 성능 계수를 갖는다.The present invention can be safely separated and extracted more than 90% of the electrolyte solution from the discarded lithium secondary battery to prevent soil contamination even when disposed of landfill. In addition, the present invention can separate and extract the battery can, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector at low cost and high yield (85% or more), so that they can be recycled to the battery and industrial. In addition, the present invention can be separated and extracted more than 70% of the positive electrode active material, it is possible to restore their charge and discharge characteristics to a high level that can be recycled to the positive electrode of the lithium secondary battery. The positive electrode active material restored by the present invention has a coefficient of performance of 85% or more as compared with a commercial positive electrode active material.

Claims (10)

아래 공정 단계로 구성됨을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.Method for recycling the discarded lithium secondary battery, characterized in that consisting of the following process steps. - 아 래 --Below- [ⅰ] 분류, 상하부 절단, 원심 분리 및 수작업 분류 작업에 의해 폐기된 리튬 이차 전지로 부터 정극과 부극을 분리한 다음 이들을 절단하는 제 1 분리공정, [ⅱ] 결합제 용해, 교반, 필터링, 열분리 및 절단 작업에 의해 정극과 부극으로 부터 집전체가 제거된 활물질, 도전재 및 결합제의 혼합물을 분리하는 제 2 분리 공정 및 [ⅲ] 소성처리로 활물질, 도전재 및 결합제의 혼합물로 부터 정극 활물질을 분리한 다음, 정극 활물질과 리튬 원재료를 혼합한 후 열처리 하거나 분리된 정극 활물질을 전기 화학적으로 처리하는 정극 활물질의 재충전 공정.[Iii] A first separation process in which a cathode and an anode are separated from a lithium secondary battery discarded by sorting, top and bottom cutting, centrifugation, and manual sorting, and then cut, [ii] binder dissolution, stirring, filtering, and thermal separation. And a second separation step of separating a mixture of the active material, the conductive material, and the binder from which the current collector has been removed from the positive electrode and the negative electrode by the cutting operation, and [iii] firing treatment to prepare the positive electrode active material from the mixture of the active material, the conductive material, and the binder. After the separation, the positive electrode active material and the lithium raw material are mixed, followed by heat treatment or recharging of the positive electrode active material which electrochemically treats the separated positive electrode active material. 1항에 있어서, 제 1 분리 공정의 분류 작업 전에 폐기된 리튬 이차 전지를 전기 화학적으로 충 방전 시킴을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method for recycling the discarded lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery is electrochemically charged and discharged prior to the sorting operation of the first separation process. 2항에 있어서, 방전시 정전류가 0.5mA/㎠ 이하이고 전압 범위가 0.2∼4.0V인 것을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method for recycling the discarded lithium secondary battery according to claim 2, wherein the constant current during discharge is 0.5 mA / cm 2 or less and the voltage range is 0.2 to 4.0V. 1항에 있어서, 폐기된 리튬 이차 전지가 사용 후의 리튬 이차 전지 또는 제조 공정상 불량품인 리튬 이차 전지인 것을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method for recycling the discarded lithium secondary battery according to claim 1, wherein the discarded lithium secondary battery is a used lithium secondary battery or a lithium secondary battery which is defective in a manufacturing process. 1항에 있어서, 제 1 분리 공정 중의 원심분리 작업시 100rpm 이상의 원심분리기를 사용함을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method of claim 1, wherein a centrifugal separator of 100 rpm or more is used in the centrifugation operation during the first separation process. 1항에 있어서, 정극 활물질의 재충전 공정중 활물질, 도전재 및 결합제의 혼합물을 0.5∼1 기압의 산소 분위기 하에서 300∼500℃로 5∼20시간 동안 소성처리함을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method of claim 1, wherein during the recharging process of the positive electrode active material, the mixture of the active material, the conductive material, and the binder is calcined at 300 to 500 ° C. for 5 to 20 hours under an oxygen atmosphere of 0.5 to 1 atm. Method of recycling. 1항에 있어서, 정극 활물질의 재충전 공정중 분리된 정극 활물질과 리튬 원재료 혼합물을 0.5∼1 기압의 산소 분위기 하에서 300∼500℃로 1∼50시간 동안 1차 소성처리하고, 다시 온도를 500∼900℃로 상승시켜 1∼20시간 동안 2차 소성처리함을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method of claim 1, wherein the positive electrode active material and the lithium raw material mixture separated during the recharging process of the positive electrode active material are first calcined at 300 to 500 ° C. for 1 to 50 hours under an oxygen atmosphere of 0.5 to 1 atmosphere, and then the temperature is 500 to 900. A method of recycling a discarded lithium secondary battery, characterized in that the secondary firing treatment for 1 to 20 hours by raising to ℃. 7항에 있어서, 승온 또는 강온시 온도변화율이 10℃/분 이하인 것을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method of recycling the discarded lithium secondary battery according to claim 7, wherein the temperature change rate at the time of temperature increase or temperature decrease is 10 ° C / min or less. 1항 또는 7항에 있어서, 리튬 원재료가 리튬카보네이트, 리튬나이트레이트, 리튬하이드록사이드, 리튬옥사이드, 리튬아세테이트, 리튬클로라이드 또는 리튬사이트레이트인 것을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method for recycling a discarded lithium secondary battery according to claim 1 or 7, wherein the lithium raw material is lithium carbonate, lithium nitrate, lithium hydroxide, lithium oxide, lithium acetate, lithium chloride or lithium citrate. 1항에 있어서, 분리된 정극 활물질을 전기 화학적으로 재충전시 부극이 리튬 금속이고, 전해질이 리튬솔트가 0.5∼3몰 용해된 에테르계 용액, 유기 카보네이트계 용액, 락톤계 용액, 포르메이트계 용액, 에스테르계 용액 또는 이들의 혼합물인 전기 화학적 전지를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐기된 리튬 이차 전지의 재활용 방법.The method of claim 1, wherein when the separated positive electrode active material is electrochemically recharged, the negative electrode is lithium metal, the electrolyte is 0.5-3 mol mol of lithium salt, organic carbonate solution, lactone solution, formate solution, A method of recycling a discarded lithium secondary battery, characterized by using an electrochemical cell which is an ester solution or a mixture thereof.
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