[發明專利]一種處理廢舊鋰電池的方法

有效

• 申請號: 202011611629.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112768796B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 劉春偉;孫峙;曹宏斌
• 申請（專利權）人: 中科南京綠色制造產業創新研究院;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M6/50
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種處理廢舊鋰電池的方法，所述方法包括如下步驟：對經過破碎后的廢舊鋰電池進行干燥，得到干燥電池料與第一有機氣體；熱解所得干燥電池料，以去除隔膜和粘結劑，得到第二有機氣體與不含有機物的電池粉料；分選所得電池粉料，得到黑粉、鋁、銅以及鐵；所得第一有機氣體部分升溫后回用于所述干燥，其余部分經過凈化后進行冷凝；所得第二有機氣體進行冷凝；所述冷凝得到的有機液回用于所述熱解，所述冷凝得到的不凝氣經過尾氣處理后外排。所述方法能夠對廢舊鋰電池中的有機成分進行合理利用可降低能耗，且能夠將有機成分與無機成分進行充分分離，處理過程中無二次污染風險，為一種綠色環保的處理方法。

技術領域

本發明屬于環保技術領域，涉及一種處理廢舊電池的方法，尤其涉及一種處理廢舊鋰電池的方法。

背景技術

鋰離子電池因其成本低、安全性能好、壽命長、比能量高、無記憶效應、環境友好等顯著優點，而被廣泛的應用于電子、交通、儲能與航天等領域，因此，預計在未來數年內，在鋰離子電池使用壽命結束后將會產生大量的廢舊電池。對于報廢的或已經梯次利用的廢舊動力電池，已不具有使用價值，但這些電池中還含有大量的電解液，以及有色金屬(鋁箔與銅箔等)和有價材料(正負極材料)，不如不出力或處理不好，不但會污染環境，而且還會造成資源浪費。

鋰離子電池是一個復雜的化學體系，從廢舊鋰電池中直接回收正極材料、負極材料、電解液與隔膜等高附加值的中間品商品化難度很大。采用焚燒的方法去除電解液與粘結劑聚偏氟乙烯，會使廢舊鋰電池中的鋁箔發生融化，包覆住活性材料，甚至生成鋁酸鋰，最終難以進行活性物質與鋁箔的分離以及有價金屬元素的提取；采用物理法處理廢舊鋰電池進行回收，即利用材料的磁性、密度等物理特性實現廢舊鋰電池材料的分離，無需使用化學試劑，且能耗更低，但舊鋰離子電池的正、負極活性材料往往粘附在隔膜上，難以實現良好的拆分效果；對有價金屬進行提取時，采用無機酸加還原劑浸出的方式進行提取時會消耗大量的無機酸和還原劑，后期中和溶液又需要消耗大量的堿液，造成不必要的浪費。

CN?109182732A公開了一種廢舊三元鋰電池分級式回收方法，所述廢舊三元鋰電池分級式回收方法通過對廢舊三元鋰電池進行堿浸放電、干燥和切割破碎操作后，使得電芯內部敞開空間及電解液露置于外部，經過加熱使得有機雜質蒸發，在經震蕩篩分得到過篩混合物，將過篩混合物與無機酸和水混合后加入還原劑并調整pH值，陳化后過濾得到富含鋰離子、鎳離子、鈷離子和錳離子的第一濾液，再經過加入不同的物料和化學試劑，或控制pH值，對錳離子、鈷離子、鎳離子和鋰離子進行分級式提取，分別將各有價金屬元素進行提取回收。但該回收方法需要消耗無機酸與還原劑，不利于后期的廢水處理。

CN?108172923A公開了一種廢舊鋰離子電池的處理系統，該系統包括破碎裝置、低溫氣化裂解爐、燃燒裝置、煙氣凈化裝置、細碎篩分裝置、金屬回收裝置、酸浸裝置以及正極材料前驅體制備裝置；所述破碎裝置用于將廢舊鋰離子電池的電芯進行破碎；低溫氣化裂解爐用于將電芯碎料進行低溫氣化裂解，用于將電芯碎料進行低溫氣化裂解得到裂解氣和固體剩余物；燃燒裝置的進氣口分別與裂解氣出口和揮發有機物出口相連；煙氣凈化裝置包括凈化爐、石灰乳噴射裝置和除塵器；金屬回收裝置用于回收金屬片中的鐵、鋁及銅；酸浸裝置，用于對粉體進行酸浸得到濾液；正極材料前驅體制備裝置用于利用濾液制備前驅體材料。但所述處理系統存在難以分離電解液與粘結劑以及隔膜等有機成分的缺陷。

CN?111530884A公開了一種動力鋰電池單體回收方法，包括：(1)將鋰電池單體預處理，然后利用氣流對預處理產生的重物料和輕物料進行初級分選；(2)將初級分選后的重物料進行精細化處理，從中分離得到Fe物料、厚塑料、Al外殼、Al粒、Cu粒、正負極粉末和隔膜；(3)將精處理過程中產生的氣體及微細粉末進一步處理，其中干黑粉進行收集，氣體經后處理后排出。但存在廢舊鋰離子電池的正、負極活性材料往往粘附在隔膜上，難以實現良好的拆分效果的缺陷。

對此，需要提供一種環境友好且能夠對廢舊鋰電池中的成分進行成分分離的方法。

發明內容