[發(fā)明專利]分離廢舊鋰離子電池中電極活性物質(zhì)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110461107.6
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113182322A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 付云楓;陳學剛;茍海鵬;王瑋瑋;孫寧磊
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00;H01M10/54
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

本發(fā)明提供了一種分離廢舊鋰離子電池中電極活性物質(zhì)的方法。該方法包括以下步驟：S1，將廢舊鋰離子電池進行破碎處理，得到破碎物料；S2，將破碎物料送入多膛爐進行熱解處理，產(chǎn)生熱解氣和熱解殘渣；S3，將熱解氣進行尾氣凈化處理；將熱解殘渣進行分選，得到電極活性物質(zhì)；其中，各層爐膛內(nèi)均配置有耙動裝置，耙動裝置沿多膛爐的周向進行旋轉以對進入爐膛的物料進行耙動，控制耙動裝置的轉動角速度為0.5～5°/s。本發(fā)明的分離廢舊鋰離子電池中電極活性物質(zhì)的方法，其工業(yè)應用成熟，能夠連續(xù)生產(chǎn)，尾氣回收效率高，且正極活性物質(zhì)回收率高。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領域，具體而言，涉及一種分離廢舊鋰離子電池中電極活性物質(zhì)的方法。

背景技術

廢舊鋰離子電池中正極活性材料(為電極活性物質(zhì))中因含鋰，鎳，鈷和錳而極具回收價值，為將其高效回收，需先將正極活性材料從集流體上分離下來。

現(xiàn)有技術中，目前多采用回轉窯熱解方式進行分離。但回轉窯由于其自身轉動特性導致密封性差使得熱解過程中產(chǎn)生的廢氣無法處理，惡化操作環(huán)境，還污染環(huán)境。此外，在回轉窯中轉動時，正極集流體會在碰撞中由片狀卷曲成球形，集流體上的活性物質(zhì)從而被包裹在球體中，難以回收，造成正極材料中的鎳鈷錳鋰有價元素回收率大幅降低。CN209310491U公開了一種改進焙燒系統(tǒng)，在爐體內(nèi)采用螺旋推動物料前進，避免了爐體自身的轉動，從而加強爐體密封性的方法，雖然在爐底設有進氣裝置，但物料在爐體內(nèi)橫向運動，氣體在爐內(nèi)由下至上運動，接觸不充分。CN103247837A公開了一種微波熱解的方法，將去除外殼的放電徹底的廢舊鋰電池放入工業(yè)微波爐中進行熱解，然后對產(chǎn)生的油氣和固體分別進行后處理，熱解溫度為400～900℃，該方法使用的工業(yè)微波爐同樣具有有害尾氣難回收處理的缺點，且該設備難以連續(xù)操作。

因此，有必要提出一種分離廢舊鋰離子電池中正極活性材料的方法，其尾氣回收效率高，且有價金屬回收率高，同時還可以連續(xù)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種分離廢舊鋰離子電池中電極活性物質(zhì)的方法，以解決現(xiàn)有技術中在分離廢舊鋰離子電池中正極活性材料時存在的尾氣回收效率低，或有價金屬回收率低，或難以工業(yè)化連續(xù)操作的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種分離廢舊鋰離子電池中電極活性物質(zhì)的方法。該方法包括以下步驟：S1，將廢舊鋰離子電池進行破碎處理，得到破碎物料；S2，將破碎物料送入多膛爐進行熱解處理，產(chǎn)生熱解氣和熱解殘渣；S3，將熱解氣進行尾氣凈化處理；將熱解殘渣進行分選，得到電極活性物質(zhì)。其中，多膛爐頂部設置有破碎物料進口，其內(nèi)部腔體自上至下依次分為三組順次連通的爐膛組，各爐膛組自上至下設置有至少一層順次連通的爐膛；步驟S2中，將破碎物料從破碎物料進口進入，并使其先后穿過各爐膛進行熱解處理；且按照由上至下的順序，第二組爐膛組內(nèi)的溫度大于第一組爐膛組內(nèi)的溫度，第三組爐膛組內(nèi)的溫度小于第一組爐膛組內(nèi)的溫度；各層爐膛內(nèi)均配置有耙動裝置，耙動裝置沿多膛爐的周向進行旋轉以對進入爐膛的物料進行耙動，控制耙動裝置的轉動角速度為0.5～5°/s。

進一步地，第一組爐膛組內(nèi)的溫度為300～500℃；第二組爐膛組內(nèi)的溫度為500～600℃；第三組爐膛組內(nèi)的溫度為100～300℃。優(yōu)選地，第一組爐膛組中設置有1～2層爐膛，第二組爐膛組中設置有2～4層爐膛，第三組爐膛組中設置有1～2層爐膛。優(yōu)選地，在破碎物料進入多膛爐后，控制破碎物料以S型方式順次進入各層爐膛進行熱解處理。

進一步地，多膛爐中，第一組爐膛組中設置有2層爐膛，自上至下依次為第一層爐膛、第二層爐膛；第二組爐膛組中設置有4層爐膛，自上至下依次為第三層爐膛、第四層爐膛、第五層爐膛及第六層爐膛；第三組爐膛組中設置有2層爐膛，自上至下依次為第七層爐膛、第八層爐膛；第一層爐膛溫度為350～400℃；第二層爐膛溫度為400～500℃；第三層爐膛溫度及第四層爐膛溫度分別獨立地為500～600℃；第五層爐膛溫度及第六層爐膛溫度分別獨立地為550～600℃；第七層爐膛溫度為200～300℃，第八層爐膛溫度為100～160℃。