[发明专利]废旧锂离子电池正极废料钴锂膜分离方法及装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及手机电池拆解与回收处理领域，特别是一种废旧锂离子电池正极废料钴锂膜分离方法及装置。

【背景技术】

现今的社会生活中，随着通讯科学技术的进步和发展，使用手机已经成为人们工作、生活中必不可少的工具。而手机所使用的电源消耗巨大，对废电池的处理已成为环保的重要课题。现有技术中对废旧锂离子电池的处理方法常用的有湿法冶金，通过碱、酸直接将钴锂膜正极片溶解，再经后续一系列处理最终提取其中贵重金属，这样就把铝带入了后续处理，使后续处理工艺变得复杂，成本变高，而且铝成为了杂质，最终可能会影响产品质量。

【发明内容】

本发明的目的旨在为克服现有技术的不足，而提供一种废旧锂离子电池正极废料钴锂膜分离方法及装置，通过先将钴酸锂正极材料与铝箔相分离，再使用极性的有机溶剂浸泡并搅拌进行后续处理，使最后总获得的产品品质好。

本发明为解决上述问题公开了一种废旧锂离子电池正极废料钴锂膜分离方法，其特征在于包括以下步骤：将拆解的钴锂膜剪成1～3cm大小的块状，放入极性的有机溶剂浸泡，加热至40～100℃范围，并在搅拌下溶解5～30min，静置，使钴酸锂沉淀到有机溶剂底部，通过过滤将其分离。

本发明为这种方法设计了一种专用装置。它包括支架，容器桶和传动机构其特征在于所述容器桶固定在支架上，容器桶的底部设有收集孔，容器桶的桶壁内设有加热套；所述容器桶内接近底部处装有一个搅拌桨，搅拌桨轴与传动机构的减速机连接；所述搅拌桨的下方还设有一个多孔箅板。

本发明先将钴酸锂正极材料与铝箔相分离，再进行后续处理，避免了铝进入后续处理带来的大量繁琐工艺步骤，最后总获得的产品品质好，并且分离效率高，分离效果好，工艺参数易于控制，可用于批量处理。该废旧锂离子电池正极废料钴锂膜分离装置设计简单，操作简单易行，且有机溶剂可重复使用，既环保又经济，便于大规模推广使用。

【附图说明】

图1废旧锂离子电池正极废料钴锂膜分离装置示意图。

图中：1.上盖；2.容器桶；3.多孔箅板；4.箅托；5.电加热套；6.搅拌桨轴；7.搅拌桨；8.收集孔；9.减速机；10.支架。

以下结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

【具体实施方式】

本发明的有机溶剂分离钴锂膜工艺方法：

将钴锂膜剪成1～3cm大小的块状，选用有机溶剂将其浸泡，保证溶剂浸过钴锂膜，在40～100℃范围内加热，在搅拌情况下溶解5～30min，钴酸锂正极材料从铝箔上脱落下来，静置一段时间后，钴酸锂沉到有机溶剂底部，通过过滤将其分离，上层澄清有机溶剂可重复使用。其中可选用的有机溶剂有NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DMAC(N，N-二甲基乙酰胺)等。

溶解机理：对于溶质A和溶剂B。当溶质A分子与溶剂B分子之间的引力K_AB超过溶或溶剂内部分子间引力K_AA和K_BB时，溶质A才能溶解于某溶剂B中，并形成溶液。而A、B分子之间的相互作用力则与A、B分子的极性有关。因此，对于较强极性的PVDF，合适的溶剂应该是极性的有机溶剂。

本发明的分离专用装置如图1所示，由支架10，容器桶2，传动机构，搅拌桨7和多孔箅板3等组成。容器桶固定在支架上，容器桶的底部设有收集孔8，容器桶的桶壁内设有电加热套5。容器桶内接近底部处装有的搅拌桨通过搅拌桨轴6与传动机构的减速机9连接。搅拌桨的下方设有一个多孔箅板，多孔箅板通过容器桶内装有的箅托4支撑。容器桶的顶部还可以设有一个上盖1。

实施例1：将钴锂膜剪成2cm大小的块状，用NMP将其浸泡，采用固/液比1∶4，将其加热至60℃，搅拌15min，钴酸锂可以完全从铝箔上脱落下来，分离效果很好。

实施例2：将钴锂膜剪成4cm大小的块状，用有机溶剂NMP将其浸泡，采用固/液比1∶4，将其加热至60℃，搅拌15min，发现搅拌时钴锂膜有卷起现象，包裹在内侧的钴酸锂难以去除。

实施例3：将钴锂膜剪成2cm大小的块状，用有机溶剂NMP将其浸泡，将其加热至60℃，搅拌15min，钴酸锂可以完全从铝箔上脱落下来，分离效果很好。

实施例4：将钴锂膜剪成2cm大小的块状，用有机溶剂NMP将其浸泡，将其加热至100℃，搅拌5min，钴酸锂可以完全从铝箔上脱落下来，分离效果很好。

分离专用装置使用时，将正极材料钴锂膜与浸泡液以一定比例倒入到搅拌槽中，由电动机带动搅拌桨进行搅拌，同时将槽外壁的电加热套调整到一定温度(40～100℃)，搅拌一定的时间(5～30min)后，钴酸锂从铝箔上脱落，铝箔遗留在箅板之上，钴酸锂沿箅孔沉到槽的底部，静置后，浸泡液与钴酸锂相分离，分别将其取出。