[發(fā)明專(zhuān)利]鋰離子電池正極材料的回收方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810067027.7
• 申請(qǐng)日: 2008-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101572329A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃東;陳向魁;池明德;桑成濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/38
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/38;H01M10/40;H01M10/54;B09B3/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龔安義

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電池制造技術(shù)，尤其是一種簡(jiǎn)單高效的鋰離子電池正極材料回收方法。

【背景技術(shù)】

鋰離子電池正極材料，特別是LiCoO₂，隨著近年來(lái)的開(kāi)發(fā)利用增加而價(jià)格日益上漲。在鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生廢極片和邊角料，廢極片和邊角料上還殘留有大量的正極活性材料。目前，電池生產(chǎn)廠家通常采用的廢極片和邊角料處理方法是以較低價(jià)格出售給材料回收單位，材料回收單位再采用堿浸、酸溶、煅燒等手段回收鈷、氧化鈷、鈷酸鋰等。采用堿浸、酸溶、煅燒等手段回收鈷、氧化鈷、鈷酸鋰等不僅易造成環(huán)境污染，而且工藝復(fù)雜、能耗加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)單高效的鋰離子電池正極材料回收方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鋰離子電池正極材料的回收方法，包括以下步驟：

1)在包括N-甲基吡咯烷酮和丙酮的混合溶劑中或者N-甲基吡咯烷酮中浸泡正極片；

2)過(guò)篩；

3)提取過(guò)篩后漿料中的固態(tài)成分。

在正極極片上，正極活性物質(zhì)是通過(guò)粘接劑黏附在正極片的鋁箔或鋁網(wǎng)集流體表面的，粘接劑通常采用N-甲基吡咯烷酮。采用本發(fā)明方法，在步驟1)中粘接劑被包括N-甲基吡咯烷酮和丙酮的混合溶劑中或者N-甲基吡咯烷酮溶解，正極活性物質(zhì)可以從鋁箔或鋁網(wǎng)集流體表面脫離，N-甲基吡咯烷酮對(duì)粘結(jié)劑有較好的溶解效果，加入丙酮可以有效減少洗脫漿料的黏度；在步驟2)中通過(guò)過(guò)篩可以除去鋁箔或鋁網(wǎng)，以及少數(shù)極片上殘留的極耳、高溫膠等雜質(zhì)；步驟3)得到正極漿料中的固態(tài)成分。經(jīng)本發(fā)明方法處理得到的漿料固態(tài)成分中沒(méi)有引入正極漿料配方之外的其它雜質(zhì)。步驟1)中的正極片包括正極片的廢片、殘片或邊角料。

在步驟3)之后還可以進(jìn)行以下步驟a：將步驟3)所得固態(tài)成分粉碎，得到回收的正極材料粉料。

在步驟a之后還進(jìn)行以下步驟b：分析步驟a所得粉料中導(dǎo)電劑的成分含量，將步驟a所得粉料用于正極漿料配制，配制時(shí)根據(jù)導(dǎo)電劑成分含量分析結(jié)果按照正極漿料配方控制導(dǎo)電劑的添加量，可根據(jù)配制時(shí)粘度的工藝要求控制粘接劑的添加。

在步驟b之后還可以進(jìn)行以下步驟c：將步驟b所得漿料涂覆在鋁箔或鋁網(wǎng)集流體上制成正極片。這樣得到的正極片可以直接用以制作電池的電芯。

將步驟3)中提取過(guò)篩后漿料中的固態(tài)成分之后的剩余漿料可以用在步驟1)中以浸泡正極片。這樣可以提高溶劑的利用效率，節(jié)約成本。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，步驟1)為：在包括N-甲基吡咯烷酮和丙酮的混合溶劑中或者N-甲基吡咯烷酮中浸泡正極片的同時(shí)進(jìn)行攪拌。在攪拌作用下，碎片之間摩擦、碰撞可以產(chǎn)生較強(qiáng)的剪切作用，更有利于活性物質(zhì)的剝離。攪拌的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)化為熱能，同時(shí)高分子膠的溶解過(guò)程也會(huì)釋放熱量，這兩方面的熱量結(jié)合可以使該固液混合體系溫度上升，從而更有利于高分子膠的溶解，進(jìn)而有利于正極材料活性物質(zhì)的剝離。

為使步驟1)的浸泡效率更高，可在步驟1)之前進(jìn)行以下步驟d：將正極片破碎。可以將正極片破碎至單片面積20cm²或20cm²以下。

為了促進(jìn)正極材料活性物質(zhì)的剝離，步驟1)中的浸泡過(guò)程可在20℃-80℃進(jìn)行。為保持溫度條件，可以給包括N-甲基吡咯烷酮和丙酮的混合溶劑中或者N-甲基吡咯烷酮加熱；如果攪拌和高分子膠的溶解過(guò)程兩方面的熱量足以使體系的溫度條件得到保證，則不用另外加熱，以節(jié)省能源消耗。

在步驟2)的過(guò)篩過(guò)程中可以采用100目-200目篩。

步驟1)的浸泡時(shí)間可以為0.5h-6h。

步驟3)可以這樣實(shí)現(xiàn)：將過(guò)篩后漿料靜置，然后將漿料的上層低固含量混懸液傾析，對(duì)下層高固含量混懸液進(jìn)行干燥處理。細(xì)小顆粒之間由于范德華力的相互作用而相互吸引，經(jīng)常呈無(wú)選擇的粘附狀態(tài)。又由于細(xì)粒物料本身具有很大的比表面、質(zhì)量小、表面能高，屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，故細(xì)粒物料之間會(huì)自發(fā)產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。由于高固含量漿料中顆粒之間較強(qiáng)的相互作用力，導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚。顆粒以及團(tuán)聚顆粒群產(chǎn)生沉降作用，故可以通過(guò)靜置沉降進(jìn)行初步的固液分離，從而有效減短了對(duì)漿料進(jìn)行烘干的時(shí)間，大大降低了能量損耗。還可以對(duì)上層的低固含量混懸液采用精密過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)溶劑回收再生。

步驟3)也可以這樣實(shí)現(xiàn)：采用精密過(guò)濾技術(shù)，對(duì)過(guò)篩后漿料進(jìn)行固液分離，得到漿料的高固含量混懸液，對(duì)高固含量混懸液進(jìn)行干燥處理。可以采用微孔管負(fù)壓抽濾、精密過(guò)濾器等精密過(guò)濾技術(shù)。