[發明專利]回收鋰離子蓄電池的方法

在審

• 申請號: 201880089815.8
• 申請日: 2018-02-19
• 公開（公告）號: CN111801840A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: M·施密特;M·格克里茨;D·帕索爾德-朗格;F·格貝爾;H·維諾德;P·米勒
• 申請（專利權）人: 維克波勒股份有限公司;wks技術有限公司
• 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: 張華;邵長準

本發明涉及用于回收鋰離子蓄電池的方法，所述鋰離子蓄電池具有至少一個陰極和陽極，并且所述陰極由基材制成并且具有布置在其上的活性材料。

本發明涉及根據權利要求1的前序部分的回收鋰離子蓄電池的方法。

本發明的主題也是一種方法，根據該方法，可以以適合于在相同或類似的蓄電池類型中再使用的形式回收鋰離子蓄電池的陽極和陰極的活性材料。

鋰離子蓄電池，也在名稱Li離子電池（Batterien）或LIB下已知，目前尤其用于電動交通的范圍中并且用于便攜式電子設備。尤其是對于電動汽車，尤其是乘用車，優先使用鋰離子蓄電池。

這種鋰離子蓄電池的結構取決于類型而非常不同。 目前，可以見到圓柱形的基本形狀（桿式電池）和扁平的基本形狀（墊或軌道（Bahn））。 在扁平的基本形狀的情況下，陰極和陽極合乎邏輯地具有扁平的（箔狀的）基本形狀。

LIB陰極通常具有電流收集器（Stromableiter），例如鋁箔，在其上施加有活性材料，該活性材料尤其用于存儲鋰離子。

這些活性材料之一基于鋰-鎳-鈷-錳，縮寫為NMC或NCM。目前，經常使用NMC陰極。

LIB陽極通常具有電流收集器，例如銅箔，其上施加有活性材料。在鋰離子蓄電池中經常使用基于碳（石墨）的陽極。

目前，除了開發蓄電池本身以外，鋰離子蓄電池及其大量應用的進一步開發的焦點在于建立在鋰離子蓄電池的使用壽命結束之后將該鋰離子蓄電池或其組成部分/成分盡可能完全地再次輸送給循環的回收方法，其中力求回收率高于90％。

迄今為止以中試或工業規模引入實踐中的方法基本上基于火法冶金工藝。

例如，根據UBR方法（UMICORE公司），不經事先拆卸而將LIB熔融，結果得到鈷-鎳-銅合金。鋰和錳結合在爐渣中。在隨后的精煉工藝中，分別回收所述金屬的各個組分（金屬，鋰）。

整體地、尤其是在具有所有的金屬的各個組分的復合物中提供陰極活性材料是不可能的。

根據一種迄今為止僅以實驗室規模嘗試過的方法(Li, Guo等人Advancedmaterials research 937，第515-519頁, 2014)，LIB被拆解為其組成部分或組件。

在熱處理之后，借助于水射流沖洗陽極和陰極的活性材料并且隨后用硫酸/過氧化氫使其經受浸出工藝。

以這種方式破壞活性材料的金屬復合物。使溶解的金屬在進一步的方法步驟中作為碳酸鹽或草酸鹽沉淀并被進一步加工。

所有這些方法的缺點在于，它們旨在重又獲得尤其是金屬的各個組分，并經濟地利用它們。以該方式提供活性材料需要多級工藝，結合以相應高的耗費。

本發明的目的是，克服現有技術的缺點并且提供一種用于回收鋰離子蓄電池、尤其是具有LIB陰極的鋰離子蓄電池的方法，其中原則上保留所述LIB陰極的活性材料，從而該活性材料任選在后處理之后又可以符合功能要求地使用。因此，在此不應使LIB陰極整體地溶解成其金屬的各個組分。僅使活性材料從載體箔上脫離并且通過合適的凈化步驟去除粘附的電解質殘余和導電鹽殘余，由此最大程度地保留活性材料的組成和結構。

本發明的目的通過具有權利要求1的特征的方法得以實現。

對本發明重要的是，該方法至少包括回收鋰離子蓄電池的陰極的方法步驟，其中使陰極經受在水或水性鹽溶液中的處理，以使活性材料從陰極的基材上脫離。

因此，以令人吃驚的簡單方式實現了，以少量的簡單的工作步驟，首次以可再次使用的形式回收尤其是電極的有價值的活性材料。

相對于現有技術的優點：

? 本方法的特征在于溫和的條件，由此最大程度地保留活性材料的組成和結構并且因此能夠使其再使用。