[發(fā)明專利]廢舊鋰離子電池負(fù)極材料的回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210017695.5
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN102569940A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張碩;周全法;屠遠(yuǎn);張鎖榮;朱炳龍;王懷棟;張仁俊
• 申請（專利權(quán)）人: 常州翔宇資源再生科技有限公司;江蘇技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54
• 代理公司: 常州市江海陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 翁堅(jiān)剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢棄物的資源化回收處理方法，具體涉及一種從廢舊鋰離子電池中回收電極負(fù)極材料的方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。我國是鋰離子電池生產(chǎn)大國，也是鋰離子電池消費(fèi)大國；據(jù)我國信息產(chǎn)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，我國平均每3～4人擁有一部手機(jī)，手機(jī)擁有量居世界之最，而其中90%以上的手機(jī)使用鋰離子電池，為此每年報(bào)廢的鋰離子電池高達(dá)數(shù)億只。

廢舊鋰離子電池中含有大量可利用的資源，例如鋰、鈷、銅、鎳、鋁等有價(jià)金屬以及碳基材料等；如果這些廢舊鋰電池處置不當(dāng)，浪費(fèi)資源的同時(shí)對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

關(guān)于廢舊鋰離子電池負(fù)極材料的回收，中國專利文獻(xiàn)CN101692510A（申請?zhí)?00910197213.7）公開了一種廢鋰電池電極組成材料的資源化分離工藝，其中對廢鋰電池負(fù)極組成材料的分離包括以下操作：將拆解所得的廢鋰電池負(fù)極材料剪切成片狀，然后放入錘式破碎機(jī)中對粘附于負(fù)極銅箔表面的碳粉和乙炔黑粉末進(jìn)行錘擊振動(dòng)剝離；在錘式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子下部設(shè)置10～20目的篩板，經(jīng)錘擊破碎小于篩板孔徑的負(fù)極顆粒通過篩板小孔落入下方的篩分設(shè)備；尺寸大于篩板孔徑的負(fù)極材料被循環(huán)破碎至尺寸小于篩板孔徑；落入篩分設(shè)備的破碎顆粒利用顆粒間的尺寸差和形狀差經(jīng)振動(dòng)過篩實(shí)現(xiàn)錘振剝離后金屬銅與非金屬碳粉和乙炔黑粉末的分離。

但是上述分離方法僅適用于銅與碳粉、乙炔黑粉末的分離，如果負(fù)極材料還包括少量其它金屬如鎳的話，金屬鎳與銅粉混合在一起，回收的銅粉不純，回收無法達(dá)到效益最大化；另外，由于整個(gè)工藝過程不用水，而銅粉與碳粉顆粒小，分離時(shí)必會(huì)造成粉塵飛揚(yáng)，不僅影響回收的銅、鎳、碳的品質(zhì)，而且對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，而上述分離方法也未提出回收過程中粉塵的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

??本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種分離效果好、生產(chǎn)過程中粉塵零排放的廢舊鋰離子電池負(fù)極材料的回收方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種廢舊鋰離子電池負(fù)極材料的回收方法，包括以下步驟：①將拆解所得的成卷的鋰電池負(fù)極材料展開成帶狀的覆碳銅箔。

②將步驟①展開后的負(fù)極材料進(jìn)行破碎，破碎后出料粒度在30～50目。

③氣流分選，將經(jīng)過步驟②粉碎后得到的不同比重的顆粒狀混合物料送入氣流分選器中，重顆粒向振動(dòng)篩的右上端移動(dòng)，從金屬顆粒出料口離開氣流分選器并被收集，等待進(jìn)一步的分離，輕顆粒則向振動(dòng)篩上端漂移，從碳粉出料口離開氣流分選器，從而部分實(shí)現(xiàn)金屬顆粒與碳粉的分離。

④脈沖集塵，將步驟③氣流分選后，從氣流分選器的碳粉出料口流出的含塵氣體由除塵抽風(fēng)機(jī)輸送至脈沖集塵器中，在布袋中經(jīng)過篩濾、慣性碰撞、滯留、擴(kuò)散、重力沉降，最后在震動(dòng)器的震動(dòng)下，被過濾的粉塵落入布袋下部的集灰斗中，而過濾的空氣則由布袋之間的間隔空間向上從脈沖集塵器上蓋的出風(fēng)空隙流走。?

⑤靜電分選，將經(jīng)過步驟④脈沖集塵后得到的含有金屬粉末的碳粉送入靜電分離機(jī)中，實(shí)現(xiàn)金屬與粉塵的完全分離，所得金屬粉末與步驟③氣流分選后得到的金屬粉末匯集。

⑥磁選分離，將步驟③氣流分選以及步驟⑤靜電分選得到的包括銅和鎳的金屬粉料混合后送入干式磁選機(jī)中，利用銅、鎳元素磁性的差異，在磁場作用下使磁性相對較弱的銅與磁性相對較強(qiáng)的鎳完全分開從而實(shí)現(xiàn)銅、鎳的完全分離。

上述步驟③氣流分選后，若有碳粉與金屬未完全分離，則這些尚未完全分離的物料從氣流分選器的未分離金碳粘合物回料口流出，通過一端與未分離金碳粘合物回料口連接的螺旋輸送機(jī)輸送到破碎機(jī)內(nèi)再次粉碎后再進(jìn)行氣流分選。

上述破碎過程包括一級(jí)破碎、二級(jí)破碎以及三級(jí)破碎：一級(jí)破碎時(shí)，將條狀的覆碳銅箔破碎后得到粒度在20mm～40mm之間的碎塊；經(jīng)一級(jí)破碎后得到的銅箔碎塊傳送至二級(jí)粉碎機(jī)中，通過剪切和沖擊的方式進(jìn)行二級(jí)破碎，破碎后出料粒度在10mm～15mm；經(jīng)二級(jí)破碎后得到的物料再輸送至三級(jí)粉碎室內(nèi)，通過剪切和沖擊的方式再次破碎，三級(jí)破碎后出料粒度在30～50目。

?本發(fā)明具有積極的效果：（1）本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了廢舊鋰離子電池負(fù)極材料銅、鎳和碳完全分離，銅的回收率達(dá)到了95%以上。（2）本發(fā)明通過靜電分選使得碳粉的含銅量小于2%，碳粉的品質(zhì)較高，可以重新投入鋰電池負(fù)極的制備。（3）氣流分選后的粉塵由于經(jīng)過脈沖集塵處理，因此提高了碳粉的回收率，并且整個(gè)回收過程實(shí)現(xiàn)了粉塵零排放。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2為氣流分選器的結(jié)構(gòu)示意圖；