[發(fā)明專利]回收鋰離子電池的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610833823.1 | 申請日： | 2016-09-20 |
| 公開（公告）號： | CN107591582B | 公開（公告）日： | 2019-09-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 何錦鏢;王然石;申培華 | 申請（專利權(quán)）人： | 皓智環(huán)球有限公司 |
| 主分類號： | H01M10/54 | 分類號： | H01M10/54 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 段菊蘭;楊思捷 |
| 地址： | 中國香*** | 國省代碼： | 中國香港;81 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 回收 鋰離子電池 方法 | ||
本文提供一種在極性溶劑例如水性介質(zhì)或水中回收鋰離子電池的方法。本文所公開的方法將陽極與陰極材料的混合物從廢棄的鋰離子電池分離。所述分離的電極材料可在高回收率下容易地收集，提供了從廢棄的鋰離子電池中回收電子材料的快速、高效并且低成本的方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及回收鋰離子電池的方法。
背景技術(shù)
過去數(shù)十年間，因其出眾的能量密度、長壽命和放電能力，鋰離子電池(lithium-ion battery，LIB)已經(jīng)被廣泛地使用于各種應(yīng)用，例如用于消費(fèi)電子產(chǎn)品等。LIB一般包括陽極、電解質(zhì)和陰極，陰極含有呈鋰-過渡金屬氧化物形式的鋰。
近年來，LIB已經(jīng)大量用于汽車推進(jìn)領(lǐng)域，因?yàn)檫@些電池可提供許多年的可靠服役，并預(yù)期其在正常駕駛條件下可以使用約10年。隨后，這些LIB可用于公用事業(yè)能源存儲直至其使用壽命終點(diǎn)。
廢棄LIB導(dǎo)致的環(huán)境問題已經(jīng)引起了公眾的普遍關(guān)注。如果可從用過的電池中回收可用的材料，那么從土地里有限的供應(yīng)中提取原材料的需求會減少。另外，如果用過的LIB可再回收利用，那么可避免由采礦和加工礦石造成的對環(huán)境的顯著負(fù)面影響(例如，硫化礦石熔煉過程所釋放出的SOx，例如產(chǎn)生銅、鎳和鈷的硫化礦石熔煉過程)。
當(dāng)前，回收廢棄LIB的方法可分成兩大類型：浸出法，以及焙燒與浸出的組合方法。一般來說，浸出法包括如下步驟：將電池粉碎或切碎，用酸浸出，通過沉淀、絡(luò)合和/或萃取將浸出的材料分離。但是，浸出涉及復(fù)雜的浸出液組合物和會產(chǎn)生大量二級廢棄物的多個(gè)分離步驟。
焙燒與浸出的組合方法包括以下步驟：將電池粉碎或切碎，焙燒，用酸浸出，將浸出的材料分離等。但是，此方法由于使用熱處理工藝，具有能耗較高的額外缺點(diǎn)。此外，因?yàn)殡姌O材料的一些組分經(jīng)燃燒產(chǎn)成二氧化碳和其它有害物質(zhì)，所以電極材料的回收率較低。
已經(jīng)進(jìn)行不同的嘗試來解決以上這些問題并改善回收過程的表現(xiàn)。中國專利申請公開號CN104577246 A描述了一種鋰離子電池的陰、陽極材料的回收方法。但是，該方法耗時(shí)并且需要大量勞動力，因?yàn)樵摶厥辗椒ㄐ枰コ姵赝鈿ぁ?/p>
中國專利申請公開號CN103449395 A公開了一種從磷酸鐵鋰電池中回收陰極材料的方法。但是，此方法需要細(xì)致拆解磷酸鐵鋰電池以獲得未受損的陰極板的步驟并且限于磷酸鐵鋰電池。
中國專利號CN101318712 B公開了一種用于從LIB回收鈷的方法。但是，回收物僅僅限于LiCoO2，不適用于回收其它陰極材料。
中國專利申請公開號CN104409792 A公開了一種用于從LIB回收鈷的方法。此方法包含基于浮沉法分離不同密度的材料的步驟，其中較重的部分下沉至底部，較輕的部分漂浮。此分離系統(tǒng)雖然概念上非常簡單，但具有許多缺點(diǎn)。當(dāng)固體材料用水或水性液體潤濕時(shí)，一些輕和重的粒子絮凝而形成凝聚體。因此，含有LiCoO2和碳粉的懸浮固體顆粒的一部分會沉降并在分離較重部分時(shí)被去除掉，從而使分離工藝變復(fù)雜。另外，此方法費(fèi)時(shí)并且成本不低，因?yàn)檩^輕部分、較重部分和懸浮的固體顆粒必須順序地去除。此外，回收物也限于LiCoO2，不適用于回收其它陰極材料。
由此可見，開發(fā)一種在溫和條件下具有高回收率、高效率和低成本的LIB回收方法的需求是一直存在的。具體來說，一直需要一種回收LIB的無污染方法，以減少回收工藝中產(chǎn)生的空氣污染和水污染。
發(fā)明內(nèi)容
本文中所公開的各個(gè)方面和實(shí)施方式滿足了以上提及的需求。在一個(gè)方面，本文提供一種回收鋰離子電池的方法，其包含以下步驟：
a)將所述鋰離子電池充電；
b)將所述鋰離子電池切碎成碎片以提供結(jié)構(gòu)部件、涂有陰極層的第一導(dǎo)電金屬部件和涂有陽極層的第二導(dǎo)電金屬部件的混合物；
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