[發(fā)明專利]鋰離子電池正極活性物質(zhì)及其與集流體的剝離方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210961811.2
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN115295908A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁利霞;孔月琳;黃云輝
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 司寧寧

本發(fā)明屬于廢舊鋰離子電池回收利用相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開了一種鋰離子電池正極活性物質(zhì)及其與集流體的剝離方法。方法包括：S1：將廢棄鋰離子電池的正極拆解得到廢棄正極片；S2：將所述廢棄正極片放入盛水的容器中，所述水淹沒所述廢棄正極片，并將所述容器放入速冷裝置；S3：將冷凍后的廢棄正極片放入干燥儀中干燥獲得正極活性物質(zhì)和集流體。本申請克服了現(xiàn)有的剝離技術(shù)剝離困難、能耗大、雜質(zhì)多等缺陷，簡單環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢舊鋰離子電池回收利用相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種鋰離子電池正極活性物質(zhì)及其與集流體的剝離方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池因其高能量密度、高比容量和較長的循環(huán)壽命而成為電動(dòng)汽車的主要能量來源，然而因?yàn)殇囯x子電池平均壽命為3～5年，大量鋰離子電池將在未來幾年退役。據(jù)估計(jì)，到2035年，新能源電動(dòng)汽車中廢棄鋰離子電池?cái)?shù)量將達(dá)到675萬。廢棄鋰離子電池處置不當(dāng)而產(chǎn)生的易燃危險(xiǎn)廢物(如電解質(zhì)和過渡金屬)會(huì)污染土壤、水和空氣。因此，制定高效和環(huán)保的鋰離子電池回收策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，不僅可以減少鋰離子電池中廢棄物對環(huán)境的影響，還可以回收鋰離子電池中的有價(jià)資源。

鋰離子電池的正極材料一般由活性物質(zhì)、導(dǎo)電碳、粘結(jié)劑和鋁集流體組成。活性正極材料中貴重金屬的回收是廢舊電池回收領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，主要方法有濕法冶金、火法冶金和生物浸取。但是，無論使用哪種工藝，獲得不含鋁雜質(zhì)的純活性正極材料時(shí)提高后續(xù)貴金屬萃取效率和產(chǎn)品純度的關(guān)鍵。常見的剝離活性物質(zhì)和鋁集流體的方法主要可以分為熱處理、機(jī)械剝離、化學(xué)溶解。熱處理則通過加熱使粘結(jié)劑分解，從而剝離正極材料與集流體；機(jī)械波剝離是物理剝離手段，通過機(jī)械攪碎，根據(jù)不同物質(zhì)的密度、磁性等性質(zhì)達(dá)到剝離的目的；在化學(xué)溶解過程中，利用有機(jī)溶劑根據(jù)相似相溶的原理溶解粘結(jié)劑或用酸、堿溶解集流體鋁箔，實(shí)現(xiàn)活性物質(zhì)與集流體的剝離。前者熱處理的過程能耗大，且易產(chǎn)生二次污染氣體，后兩者的活性物質(zhì)中會(huì)有鋁殘留。鋁是一種活潑的兩性金屬，雜質(zhì)鋁的存在會(huì)使鋰鹽的提取工藝變得復(fù)雜，增加回收難度和運(yùn)營成本。

因此，開發(fā)一種適合大規(guī)模生產(chǎn)、回收率高，且回收過程節(jié)能減排，對環(huán)境友好、無二次污染的剝離方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池正極活性物質(zhì)及其與集流體的剝離方法，克服了現(xiàn)有的剝離技術(shù)剝離困難、能耗大、雜質(zhì)多等缺陷，簡單環(huán)保。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種廢棄鋰離子電池正極活性物質(zhì)與集流體的剝離方法，所述方法包括：S1：將廢棄鋰離子電池的正極拆解得到廢棄正極片；S2：將所述廢棄正極片放入盛水的容器中，所述水淹沒所述廢棄正極片，并將所述容器放入速冷裝置；S3：將冷凍后的廢棄正極片放入干燥儀中干燥獲得正極活性物質(zhì)和集流體。

優(yōu)選地，速冷裝置的冷凍溫度為-10℃～-40℃。

優(yōu)選地，所述廢棄鋰離子電池為廢棄磷酸鐵鋰電池、廢棄鈷酸鋰電池、廢棄鎳鈷錳酸鋰電池中的一種或幾種。

優(yōu)選地，步驟S3中所述干燥儀的干燥溫度為20℃～60℃。

優(yōu)選地，當(dāng)所述廢棄正極片為多個(gè)時(shí)，多個(gè)所述廢棄正極片均勻擺放于所述盛水的容器中的底部。

優(yōu)選地，多個(gè)所述廢棄正極片不重疊。

按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種上述的剝離廢棄鋰離子電池正極活性物質(zhì)與集流體的方法制備的正極活性物質(zhì)。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鋰離子電池正極活性物質(zhì)及其與集流體的剝離方法：