[发明专利]锂离子电池正极材料回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料回收方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、应用温度范围宽和循环寿命长等优点，因此被广泛用作各种移动设备的电源，在航空、航天、航海、汽车、医疗设备等领域中也逐步取代了传统电池。

锂离子电池的正极材料主要是钴酸锂、锂镍钴锰、镍酸锂、锂镍钴铝和磷酸铁锂等，这些材料中含有钴、锂等贵金属或战略金属。在锂离子电池中，正极材料的成本约占电池总成本的30-40％，因此，回收锂离子电池的正极材料具有重要的意义。

在现有技术中，制备锂离子电池的电芯时，一般采用将正极活性物质先制成浆料，然后涂布于正极集流体上制成正极片，在电池芯制备的各个工序中都不可避免地会产生报废的浆料和正极片。虽然不同工序中报废的正极材料依据其工艺水平各不相同，但报废量大致在2-15％之间波动，因此确有必要开发一种理想的锂离子电池正极材料回收方法。

目前，锂离子电池正极材料的回收主要是针对某种选定元素，如钴、铜等贵金属元素进行回收，回收过程不仅容易破坏正极材料的特定活性结构，而且所采用的物理或化学方法污染严重，回收后的物质主要是单一金属及其化合物，存在较大浪费。

有鉴于此，确有必要提供一种工序简单、生产效率高的锂离子电池正极材料回收方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种工序简单、生产效率高的锂离子电池正极材料回收方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池正极材料回收方法，其包括以下步骤：

1)将经过粉碎的正极干浆料或待回收的正极片放置在容器中，然后将容器放入高温炉中，在400-600℃进行高温烘烤，高温烘烤之后取出处理过的粉料或正极片，冷却备用；以及

2)将高温烘烤后的粉料或正极片在粉碎机中粉碎，粉碎后的正极片进行脱粉，最后对粉料进行过筛，得到合格的正极粉料并进行回收。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，所述步骤2)中所用为10目至200目的网筛。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，进行完所述步骤2)后，对未能过筛的正极粉料进行二次粉碎并过筛，进一步回收合格的正极粉料。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，所述浆料在高温烘烤前需粉碎成小于10mm的颗粒。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，所述步骤1)的高温烘烤过程中，向高温炉中通入保护性气体或富氧气体，或不通入气体。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，步骤2)中对粉碎后的极片进行脱粉时，可用混料机加入锆玻璃珠。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，所述锂离子电池正极材料为钴酸锂、锂镍钴锰、锂镍钴铝、锰酸锂、磷酸铁锂、导电碳中的一种或几种。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，所述步骤1)中用于放置正极干浆料或正极片的容器为盘子或夹具，所述夹具的放料盘上焊有单层栅条，放料盘两侧焊接用于支撑整个放料盘的U型不锈钢条滑动轨并设置加强筋。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，所述高温炉为马弗炉或专用烘烤炉，所述烘烤炉底部设有均匀进气系统，顶部设有出气管。

作为本发明锂离子电池正极材料回收方法的一种改进，所述正极片是锂离子电池制造过程中产生的正极边角料和不符合标准的极片，所述浆料是锂电池制造中搅拌及涂布环节产生的不符合标准的正极浆料。

相对于现有技术，本发明锂离子电池正极材料回收方法通过400-600℃的高温烘烤，可以使存在于正极浆料或正极片中的粘接剂分解，失去粘接作用而脱落，同时又不会对活性物质及其电化学性能产生副作用，回收的活性物质经过简单的筛分处理后可以重新投入生产使用。因此，本发明锂离子电池正极材料回收方法具有工艺简单、生产效率高、对环境友好、经济效益明显等优点，适合于工业生产。此外，本发明锂离子电池正极材料回收方法可以覆盖大部分正极材料的回收。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明锂离子电池正极材料回收方法及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为本发明锂离子电池正极材料回收方法的工艺流程图。

图2为实施本发明锂离子电池正极材料回收方法时，用于回收浆料或极片的烘烤炉。

图3为实施本发明锂离子电池正极材料回收方法时，用于回收待回收极片的回收夹具。

图4为原料钴酸锂与根据本发明方法回收的钴酸锂的电镜对比图(×1000倍)。