[發明專利]一種處理廢舊鋰離子電池正極片提取有價金屬的方法有效
| 申請號： | 201210562235.0 | 申請日： | 2012-12-21 |
| 公開（公告）號： | CN103060567A | 公開（公告）日： | 2013-04-24 |
| 發明（設計）人： | 胡啟陽;李新海;王志興;郭華軍;彭文杰 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | C22B7/00 | 分類號： | C22B7/00;C22B1/08;C22B3/04;H01M10/54;C22B23/00;C22B26/12;C22B47/00 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務所 43114 | 代理人： | 魏娟 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 處理 廢舊 鋰離子電池 正極 提取 金屬 方法 | ||
技術領域
本發明屬資源循環利用領域。具體涉及一種從鋰離子電池正極片中提取有價金屬的方法。
背景技術
鋰離子電池是現代先進化學電源，廣泛應用于消費電子產品、軍工產品、航空產品、工具和運輸產品等的動力能源，也是未來電動汽車首選的輕型高能動力電池，在全球具有巨大的市場。以移動通訊為例，目前全球移動電話用戶超過35億，中國用戶超過6億，并在逐年增長。作為可充電電池，鋰離子電池經過數百次充放電后（一般使用1~2年），由于膨脹變形、容量下降等導致報廢，于是每年報廢待處理的鋰離子電池數量巨大，并將逐年大幅度增長。
鋰離子電池具有與其他化學電源相似的結構，由外殼、電芯、電解液構成；構成電芯的正極片是正極材料（以Li、Co、Ni、Mn等有色金屬元素為主要組成的復合氧化物材料）涂覆于鋁質膜上而成，負極片是負極材料（碳材料）涂覆于銅質膜上而成。常見鋰離子電池芯體材料中的金屬含量見下表：
表1常見鋰離子電池芯體材料中的金屬含量
可見，鋰離子電池正極材料成了有色金屬材料的重要應用領域之一。大量失效廢棄的鋰離子電池成了Li、Co、Ni、Mn、Cu和Al等的重要二次資源。其中銅是作為電池負極的集流體材料，鋁是電池正極的集流體材料，鈷（鎳、錳）和鋰是正極活性材料的主要成分。因此，廢舊鋰離子電池是銅、鋁、鋰、鈷（鎳、錳）等的重要二次資源，具有比其一次資源更高的含量。
針對電池中最具價值的鈷、鋰和銅，把正負極分開處理最為方便。采用專門的解體分離設備，可以將電池解體，并將正、負極分離；從負極片中回收得到銅，從正極片中回收鈷、鋰和鋁。對于目前用石墨負極材料的鋰離子電池來說，負極銅和石墨的回收相對簡單，用簡單的高溫熔煉即可達到目標。而正極片的處理相對復雜、并具有更高經濟價值。
在處理正極片的過程中，一般是先將鋁質膜與活性材料分離，再用化學方法處理活性材料，經分離、凈化得到Co（Ni、Mn）、Li、Cu和Al等的金屬或化合物；其中的關鍵是鋁膜與活性物質的有效分離和活性物質的高效溶解。
分離鋁膜與活性物質的方法有物理法、化學法，分別通過不同的途徑：l）溶解粘結劑破壞接觸界面；2）溶解集流體。在鋰離子電池制造工藝中，將粘結劑PVDF用NMP（N-甲基毗咯烷酮）溶解，與正極活性物質或負極活性物質混合調成漿料，再涂覆在金屬集流體上制成涂膜電極[1]。在現已有報道的研究中，采用有機溶劑溶解鋁箔基涂膜廢極片上粘結劑PVDF，能方便回收正極活性物和金屬Al[2]；利用正極活性物不溶于堿的性質，用NaOH預先溶解涂膜廢極片中的大部分鋁，而正極活性物全部留在堿浸渣中而得以分離[3]。
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