[發明專利]一種分離廢舊鋰離子電池電極材料與集流體的方法有效

申請號：	201410722580.5	申請日：	2014-12-03
公開（公告）號：	CN104485492A	公開（公告）日：	2015-04-01
發明（設計）人：	蔣力;高云芳;林煒;章嘉純;朱云;羅威;李德鵬;徐羚	申請（專利權）人：	浙江工業大學
主分類號：	H01M10/54	分類號：	H01M10/54
代理公司：	杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241	代理人：	王利強
地址：	310014 浙江省***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種分離廢舊鋰離子電池電極材料流體方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于廢舊鋰離子電池的回收處理領域，具體涉及一種分離廢舊鋰離子電池電極材料與集流體的方法。

背景技術

鋰離子電池自20世紀末實現商業化以來，其以具有能量密度大、質量輕、壽命長且無記憶性等諸多優點，被廣泛應用于移動電話、筆記本電腦、照相機等便攜式電子設備及電動汽車中。廢舊鋰離子電池中通常含鈷、鎳、鋰、有機溶劑、塑料等材料，具有較高的回收再利用價值。此外，還含有六氟磷酸鋰等有毒物質，會對環境和生態系統造成嚴重污染，鈷、鎳、鋰、銅、鋁等金屬也會通過生物放大危害人類自身。隨著鋰離子電池應用日趨廣泛，回收鋰離子電池中的Co、Ni、Mn、Li、Cu、Al、電解液中有機溶劑等有價材料，減少對環境造成的污染，緩解資源匱乏等問題具有重要的社會和經濟意義。

鋰離子電池一般包括以下部件：正極、負極、電解質、隔膜、正極耳、負極耳、絕緣片、安全閥、中心端子、電池殼等，正負極用隔膜隔開后卷繞而成。正極含約88％(質量分數，下同)的正極活性物質，7％～8％的乙炔黑導電劑，3％～4％的有機粘結劑，主要成分是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等。正極材料涂布于20μm厚的鋁箔集流體上。負極含約90％的負極活性物質碳素材料，4％～5％的乙炔黑導電劑，6％～7％的粘結劑，涂布于厚15μm的銅箔集流體上。隔膜材料為多孔聚乙烯或聚丙烯。電解液由電解質和有機溶劑組成，電解質一般為1mol/L六氟磷酸鋰，有機溶劑為碳酸酯類。

對于廢舊鋰離子電池的回收處理，特別是分離廢舊鋰離子電池電極材料與集流體的方法，正處于摸索階段。如申請公布號為CN102208706A、CN102347521A、CN102403553A、CN101383441B等專利所涉及的廢舊鋰離子電池電極材料與集流體的分離方法，主要有三類：(1)通過有機溶劑溶解粘結劑，從而使電極材料從集流體表面脫落，該法不但容易帶來各種污染，而且有機溶劑價格高昂，難以實際應用；(2)通過高溫加熱除碳、除粘結劑，從而使電極材料從集流體表面脫落，該法能耗大，且分離效果很差；(3)通過酸或堿溶解集流體，從而分離電極材料與集流體，該法破壞了集流體，且酸堿的使用會產生大量污染物。

發明內容

為了克服已有廢舊鋰離子電池電極材料與集流體的分離方式的成本高、分離效果較差、環保性較差的不足，本發明提供一種有效降低成本、提升分離效果、環保性良好的分離廢舊鋰離子電池電極材料與集流體的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種分離廢舊鋰離子電池電極材料與集流體的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在電解槽中加水，再加入支持電解質，所述支持電解質為硝酸鹽或硫酸鹽；

(2)將廢舊鋰離子電池電極片置于電解池兩極，所述電池電極片包括集流體與電極材料；

(3)在電解池兩極加特征變化的電流電解10～100min；所述特征變化的電流是周期性變化的方波電流或三角波電流，電流密度大小1mA/cm²～500mA/cm²；

(4)電解至電極材料從集流體表面脫落后，將集流體、電極材料從電解槽中取出，分離集流體與電極材料。

進一步，所述步驟(4)中，分離的方法采用振動篩篩分、浮選分離或超聲振蕩。

再進一步，所述廢舊鋰離子電池電極片為正極片或負極片，大小為0.1cm²～400cm²；所述負極片包括Cu集流體與負極材料，所述正極片包括Al集流體與正極材料。

所述電極材料包括電極活性物質、導電劑及粘結劑。

本發明的有益效果主要表現在：有效降低成本、提升分離效果、環保性良好。