[發(fā)明專利]鋰離子電池原裝材料回收和用于再造電池的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010007298.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111180820B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洲鵬;劉賓虹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M10/058;C01B11/18;C01B25/45;C01B32/215;C01G45/12;C22B7/00;C22B15/00;C22B21/00;C22B26/12
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種鋰離子電池原裝材料回收的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）在非質(zhì)子極性溶劑碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或二氧戊環(huán)中拆解鋰離子電池，分離電池外殼和電芯；取出電池外殼后，40 kHz頻率超聲振動(dòng)處理15分鐘使電解液溶出；離心分離，得到電芯和溶解了電解質(zhì)的溶液；

（2）將溶解了電解質(zhì)LiClO₄、LiPF₆或LiTFSI的溶液進(jìn)行蒸發(fā)、重結(jié)晶，得到電解質(zhì)結(jié)晶；將蒸發(fā)出的蒸汽冷凝得到非質(zhì)子極性溶劑，循環(huán)用于步驟（1）；

（3）將步驟（1）得到的電芯加入NMP中，超聲振動(dòng)處理20分鐘，溶解油系粘結(jié)劑聚偏氟乙烯或水系粘結(jié)劑羥甲基纖維素；粗濾后得到隔膜、鋁膜、銅膜以及含電極材料的濾液，將濾液離心分離得到電極材料；進(jìn)一步將離心液體蒸發(fā)、重結(jié)晶，得到粘結(jié)劑；將蒸汽冷凝得到NMP，循環(huán)用于本步驟；

（4）利用旋風(fēng)分離器分離步驟（3）得到的隔膜、鋁膜、銅膜混合物，得到隔膜、鋁膜和銅膜；分別進(jìn)行壓塊重熔，得到聚乙烯材料、鋁錠和銅錠；

（5）將步驟（3）得到的電極材料進(jìn)行旋風(fēng)分離器分離，得到包含導(dǎo)電劑乙炔黑或superP的石墨，以及正極材料鈷酸鋰、錳酸鋰、三元正極材料或磷酸鐵鋰；將包含導(dǎo)電劑的石墨再次旋風(fēng)分離，得到石墨和導(dǎo)電劑；

（6）將步驟（5）得到的石墨在氮?dú)獗Ｗo(hù)下、500～650℃退火處理1～5 h；冷卻后用去離子水清洗，除掉表面固體電解質(zhì)；然后干燥，得到容量恢復(fù)的再生石墨；

（7）將步驟（5）得到的正極材料轉(zhuǎn)至煅燒爐，500～650℃退火處理1～5 h，使電極材料的晶體結(jié)構(gòu)重構(gòu)，得到容量恢復(fù)的再生正極材料。

2.將權(quán)利要求1所述方法獲得的回收材料用于鋰離子電池再造的方法，其特征在于，包括：

（1）按常規(guī)方法將回收得到的鋁錠和銅錠分別加工成鋁膜和銅膜；將電解質(zhì)結(jié)晶溶于混合溶劑中，得到電解質(zhì)濃度為 1 mol L^-1的電解液，所述混合溶劑為體積比為 1∶1的二氧戊環(huán)和乙二醇甲醚混合溶劑；

（2）將回收得到的再生石墨、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑按質(zhì)量比為80∶10∶10混合，研磨后加入作為溶劑的NMP或去離子水，機(jī)械混合30分鐘后調(diào)制成膏狀，涂敷到銅膜上，陰干；在100 Kgcm^-2的壓力下壓制成型，得到負(fù)極；當(dāng)使用的粘結(jié)劑為油系粘結(jié)劑時(shí)，使用NMP為溶劑；當(dāng)使用的粘結(jié)劑為水系粘結(jié)劑時(shí)，使用去離子水為溶劑；

（3）將回收得到的再生正極材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑按質(zhì)量比為80∶10∶10混合，研磨后加入作為溶劑的NMP或去離子水，機(jī)械混合30分鐘后調(diào)制成膏狀，涂敷到鋁膜上，陰干；在100Kg cm^-2的壓力下壓制成型，得到正極；

（4）將正極和負(fù)極的電極材料側(cè)相向與隔膜形成三明治結(jié)構(gòu)，并在鋰電池外殼中充滿電解液；所述隔膜為微孔聚丙烯膜。