[發(fā)明專利]一種從廢舊鋰離子電池中對(duì)負(fù)極材料循環(huán)再生利用的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310306520.0
• 申請(qǐng)日: 2013-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN103346365A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 田東
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種從廢舊鋰離子電池中對(duì)負(fù)極材料循環(huán)再生利用的方法。?

背景技術(shù)

鋰離子電池自1992年由索尼公司產(chǎn)業(yè)化以來，由于其能量密度高、重量輕、壽命長(zhǎng)且無記憶效應(yīng)被廣泛使用。且全球鋰電池市場(chǎng)基本由日本獨(dú)霸天下，近年來，隨?著中國(guó)和韓國(guó)的迅速崛起，日本鋰電池的市場(chǎng)分額逐漸減少，全球鋰電池產(chǎn)業(yè)形成了中、日、韓三分天下的格局。隨著手機(jī)、筆記本電腦等便攜電器設(shè)備的發(fā)展，全?球鋰離子電池的市場(chǎng)規(guī)模廣闊。

目前，鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、PDA、數(shù)碼相機(jī)和攜帶式電動(dòng)工具等領(lǐng)域，其中筆記本電腦占23%，手機(jī)占50%，為最大應(yīng)用領(lǐng)域。?1998年至今，全球鋰離子電池需求量持年均兩位數(shù)以上的增長(zhǎng)。在全球新一代3G移動(dòng)通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化娛樂便攜設(shè)備逐步普及的情況下，筆記本電?腦、手機(jī)、上網(wǎng)本、數(shù)碼產(chǎn)品、游戲機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域的需求將繼續(xù)保持旺盛的增長(zhǎng)。?

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，石油、天然氣等不可再生石化燃料的耗竭日益受到關(guān)注，空氣污染和室溫效應(yīng)也成為全球性的問題。為解決能源問題，實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保，基于目前?能源技術(shù)的發(fā)展水平，電動(dòng)汽車技術(shù)逐漸成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)方向，美國(guó)、日本、德國(guó)、中國(guó)等國(guó)家相繼限制燃油車使用，大力發(fā)展電動(dòng)車。作為電動(dòng)汽車的核?心部件——?jiǎng)恿﹄姵匾灿瓉砹舜蠛玫陌l(fā)展機(jī)遇。動(dòng)力電池是指應(yīng)用于電動(dòng)車的電池，包括鋰離子電池、鉛酸電池、燃料電池等，其中，鋰離子電池因其自身的優(yōu)點(diǎn)，?已成為目前各國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)。而電動(dòng)汽車對(duì)鋰電池材料消耗量相當(dāng)于傳統(tǒng)電池的上萬倍。由于電動(dòng)汽車需要的是大功率電能，因此實(shí)際使用過程中，往往使用上千個(gè)?電芯串聯(lián)成電池組以保證能量的供應(yīng)。以日本尼桑公司2010年推出純電動(dòng)車型LEAF為例，鋰電池容量為24?kWh，是標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)電池容量的12000倍。因此，電動(dòng)汽車對(duì)鋰離子電池材料的需求很大。據(jù)測(cè)算，一臺(tái)純電動(dòng)汽車需要40?–?50?kg的正極材料和電解液，是單個(gè)手機(jī)電池耗用量的一萬倍左右。?

一般的鋰離子電池其平均使用壽命一般只有2～3年，目前使用壽命較長(zhǎng)的磷酸鐵鋰電池也只有7～8年，隨著鋰離子電池用量的急速增加，報(bào)廢的鋰離子電池也將逐?年大幅度增加。而廢舊鋰離子電池中含有大量的有價(jià)金屬，其中包含有鈷、銅、鋁、鋰等金屬元素，若能回收將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，廢舊電池的回收利用可?減少其所含有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)約資源，降低能耗，且可緩解我國(guó)資源緊張的局面，促進(jìn)我國(guó)電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電池行業(yè)的工業(yè)生態(tài)循環(huán)。?

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)廢舊電池的回收處理技術(shù)研究尚屬于初級(jí)階段，而且研究重點(diǎn)都是如何對(duì)電池中的有價(jià)金屬元素進(jìn)行處理回收。如吳芳在《中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)》?Vol，54?NO.4,2004,697～701介紹采用堿溶解，酸浸出，P204萃取凈化，P507萃取分離鈷、鋰，反萃取回收硫酸鈷；郭麗萍等在《電池》?Vol，35?NO.4,2005,266～268中采用硫酸和雙氧水體系浸出廢鈷酸鋰材料，采用氫氧化鈉為沉淀劑，將Co2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2后，在300℃下煅?燒回收Co2O3，譚海翔等在《電源技術(shù)》Vol，31?NO.4,2007,288～290中采用酸浸，碳酸氫氨除鋁，草酸銨沉鈷，得到草酸股產(chǎn)品。此類方法工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備要求高；產(chǎn)生大量廢水，易造成二次?污染；且只回收了鈷，鋰、銅等有價(jià)金屬未回收處理。?

中國(guó)專利申請(qǐng)200710129898.2，一種鋰離子電池廢料中磷酸亞鐵鋰正極材料的回收方法，其將所述廢料在惰性氣體的氣氛下在450-600℃下烘烤?2-5?小時(shí)，然后將所述粉末產(chǎn)物加入可溶性鐵鹽的乙醇溶液中混合，干燥，在惰性氣體的氣氛下在300-500℃下焙燒2-5?小時(shí)，回收得到磷酸亞鐵鋰正極材料。該方法雖然簡(jiǎn)單，但是能耗略高，產(chǎn)品純度較低，回收得到的磷酸亞鐵鋰，質(zhì)量不高，并不能作為電池正極材料使用。?

中國(guó)專利申請(qǐng)200980100912.3，一種廢舊磷酸亞鐵鋰動(dòng)力電池的回收利用方法，先將所述廢舊磷酸亞鐵鋰電池進(jìn)行完全放電后，將電池移至充有氮?dú)獗?護(hù)的真空手套箱中，用機(jī)械力打開所述電池的蓋板，取出裝在該電池槽中的電芯；將蓋板與電池槽移出手套箱，經(jīng)處理后回收利用所述蓋板與電池槽的聚丙烯ＰＰ塑?料、鋼材或鋁材；再在所述真空手套箱內(nèi)分離負(fù)極片和隔膜，以及正極片；其中負(fù)極片和隔膜經(jīng)處理后回收利用；而正極片經(jīng)清洗、烘干、篩選后，配合新的負(fù)極片?制作成為新的磷酸亞鐵鋰動(dòng)力電池。這種方式能順利實(shí)現(xiàn)的可能性不高。?