[發(fā)明專利]一種鋰電池回收預(yù)處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910182213.3
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109921125B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟笑;區(qū)漢成;魏長壽;寧志敏;朱詩秀;許澤炎;楊勝
• 申請（專利權(quán)）人: 贛州市豪鵬科技有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M10/052
• 代理公司: 贛州智府晟澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36128
• 代理人: 鄒圣姬

本發(fā)明公開了一種鋰電池回收預(yù)處理方法，包括以下步驟：步驟一、將鋰電池進(jìn)行拆解處理得到正極片、負(fù)極片、隔離膜、電池殼及蓋板；步驟二、將所述正極片進(jìn)行初研磨，選出正極材料及導(dǎo)電劑；步驟三、將正極材料進(jìn)行熱處理；步驟四、將熱處理后的正極材料和活性添加劑按比例混合后進(jìn)行機(jī)械磨細(xì)，以對正極材料進(jìn)行活化；步驟五、將所述負(fù)極片進(jìn)行初研磨后投入搖床中進(jìn)行分離處理選出金屬箔材及敷料；本發(fā)明的處理方法能夠有效分離鋰電池各部分結(jié)構(gòu)，得到較為單一的電極材料，其中含高價值金屬的正極材料通過球磨機(jī)配合活性添加劑在機(jī)械活化的同時進(jìn)行化學(xué)活化，協(xié)同反應(yīng)，能夠使后續(xù)的浸出反應(yīng)具有高反應(yīng)速率、高選擇性等優(yōu)點，值得大力推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池回收技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于廢舊鋰電池濕法回收生產(chǎn)線的鋰電池回收預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

能源和環(huán)境是21世紀(jì)人類所需要面臨的兩個重大的問題，新能源的開發(fā)和資源綜合回收利用是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和方向。近年來，鋰離子電池由于質(zhì)量輕、體積小、自放電小、無記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長、環(huán)保等優(yōu)勢而得到了廣泛的應(yīng)用。最早Whittingham利用Li-TiS體系制成首個鋰電池，到1990年實現(xiàn)商業(yè)化，至今已發(fā)展40余年，取得了很大的進(jìn)步。據(jù)統(tǒng)計，2017年1~10月中國鋰離子電池累計產(chǎn)量為89.9億只，累計增長率達(dá)34.6%。國際上，鋰離子電池在航天電源領(lǐng)域的應(yīng)用已進(jìn)入工程化應(yīng)用階段，全球一些公司和軍事部門對鋰離子電池應(yīng)用于航天進(jìn)行了研發(fā)，如美國的“國家航空和航天管理局”（NASA）、Eagle-Picher電池公司、法國的SAFT公司、日本的JAXA公司等。

隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，造成了廢舊電池的數(shù)量越來越多。預(yù)期在2020年前后，我國僅純電動（含插電式）乘用車和混合動力乘用車動力電池的累計報廢量在12~17萬t。鋰電池雖被稱為“綠色電池”，不含有Hg、Pb等有害元素，但其正極材料、電解質(zhì)溶液等會對環(huán)境造成很大的污染，同時造成資源的浪費。因此，綜述國內(nèi)外廢舊鋰電池回收處理的工藝現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)廢舊鋰離子電池回收工藝的發(fā)展方向，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

鋰離子電池的主要成分

鋰離子電池主要成分包含外殼、電解液、陽極材料、陰極材料、膠黏劑、銅箔和鋁箔等。其中，Co、Li、Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%~15%、2%~7%、0.5%~2%，還有Al、Cu、Fe等金屬元素；從主要成分價值占比來看，陽極材料和陰極材料約占33%和10%，電解液和隔膜分別約占12%和30%。廢舊鋰離子電池中主要回收的金屬是Co和Li，主要集中在陽極材料上的鈷鋰膜上。尤其是我國鈷資源相對貧乏，開發(fā)利用較為困難，而在鋰離子電池中鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占15%，是伴生鈷礦的850倍左右。目前，以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池應(yīng)用較為廣泛，其中含有鈷酸鋰、六氟磷酸鋰、有機(jī)碳酸酯、碳素材料、銅、鋁等化學(xué)物質(zhì)。

廢舊鋰離子電池回收工藝

采用濕法工藝處理廢舊鋰離子電池是目前研究較多且較為成熟的工藝，主要經(jīng)歷3個階段：1）將回收的廢舊鋰離子電池進(jìn)行徹底放電、簡單的拆分破碎等預(yù)處理，篩分后獲得主要電極材料或破碎后經(jīng)焙燒除去有機(jī)物后得到電極材料；2）將預(yù)處理后得到的電極材料溶解浸出，使各種金屬及其化合物以離子的形式進(jìn)到浸出液中；3）浸出液中有價金屬的分離與回收，這一階段是廢舊鋰電池處理過程的關(guān)鍵，也是多年來研究者們研究的重點與難點。目前，分離回收的方法主要有溶劑萃取法、沉淀法、電解法、離子交換法、鹽析法等。

1、預(yù)處理

1.1、預(yù)放電