[發明專利]一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法

有效

• 申請號: 202110597999.2
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113381088B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 戴長松;穆德穎;金珊;劉鑄
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

1.一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，所述方法是通過以下步驟實現的：

步驟一、廢舊鋰離子電池放電處理直至殘余電壓達到0.5V以下；

步驟二、步驟一處理后的整塊廢舊電池投入跨臨界萃取裝置中，在跨臨界流體條件下同步實現電解液的萃取和活性物質與集流體的分離；

步驟三、減壓降溫，再通過機械分選將隔膜和正、負極片分開，使鋁箔表面的正極活性物質完全脫落，回收鋁箔；

步驟四、將步驟三獲得的正極活性物質清洗、干燥，回收正極活性物質粉末，分離并回收隔膜、銅箔和粉末碳；即完成；

其中，步驟二中所述的跨臨界流體的溫度為38℃；壓力為10MPa；所述的跨臨界流體為二氧化碳。

2.根據權利要求1所述的一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，采用下述操作替換步驟一和二：步驟一、將廢舊動力鋰離子電池放電處理直至殘余電壓達到0.5V以下，除去鋁殼、正負極端子、密封圈及蓋板，利用聚烯烴微孔膜吸收流出的電解液；步驟二、將整個電池芯，包括吸收電解液的聚烯烴微孔膜、帶有正負極材料的集流體及隔膜迅速轉入跨臨界萃取裝置，在跨臨界流體條件下同步實現電解液的萃取和活性物質與集流體的分離。

3.根據權利要求1或2所述的一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，步驟一中所述的廢舊鋰離子電池為鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元電池、富鋰電池或高鎳電池中的一種或幾種的組合。

4.根據權利要求1或2所述的一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，步驟一中將廢舊鋰離子電池充分放電的方式為鹽溶液放浸泡方式、液氮冷凍方式、石墨粉短路方式及充放電機放電方式的一種或幾種的組合。

5.根據權利要求1或2所述的一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，步驟二中所述的跨臨界流體萃取過程中加入乙醇、乙酸乙酯、丙酮、正己烷、正丙醇中的任意一種或幾種的組合作為夾帶劑。

6.根據權利要求1或2所述的一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，步驟二中所述萃取是先靜態萃取30min，再動態萃取15min～20min，氣體流量為1.5L/min～3.0L/min。

7.根據權利要求1或2所述的一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，步驟三中所述的將正負極片分開是通過人工分揀，機械分揀或浮選分離的方式實現。

8.根據權利要求1或2所述的一種跨臨界流體強化分離廢舊鋰離子電池中正極活性物質與鋁集流體的方法，其特征在于，步驟三中通過水浴震蕩、機械攪拌、水力沖刷的方式將鋁箔表面正極活性物質脫離，過濾回收得到完整鋁箔箔片和活性物質。