[发明专利]一种从废旧锂离子电池中回收分离正极极片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从废旧锂离子电池中回收分离正极极片的方法，具体而言就是将废旧电池中正极极片上的正极活性物质和基体铝箔进行分离。

背景技术

锂离子电池自1992年由索尼公司产业化以来，由于其能量密度高、重量轻、寿命长且无记忆效应被广泛使用。且全球锂电池市场基本由日本独霸天下，近年来，随着中国和韩国的迅速崛起，日本锂电池的市场分额逐渐减少，全球锂电池产业形成了中、日、韩三分天下的格局。随着手机、笔记本电脑等便携电器设备的发展，全球锂离子电池的市场规模广阔。

目前，锂离子电池已广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机和携带式电动工具等领域，其中笔记本电脑占23%，手机占50%，为最大应用领域。1998年至今，全球锂离子电池需求量持年均两位数以上的增长。在全球新一代3G移动通讯技术、互联网、数字化娱乐便携设备逐步普及的情况下，笔记本电脑、手机、上网本、数码产品、游戏机等消费电子领域的需求将继续保持旺盛的增长。

随着汽车行业的发展，石油、天然气等不可再生石化燃料的耗竭日益受到关注，空气污染和室温效应也成为全球性的问题。为解决能源问题，实现低碳环保，基于目前能源技术的发展水平，电动汽车技术逐渐成为全球经济发展的重点方向，美国、日本、德国、中国等国家相继限制燃油车使用，大力发展电动车。作为电动汽车的核心部件——动力电池也迎来了大好的发展机遇。动力电池是指应用于电动车的电池，包括锂离子电池、铅酸电池、燃料电池等，其中，锂离子电池因其自身的优点，已成为目前各国发展的重点。而电动汽车对锂电池材料消耗量相当于传统电池的上万倍。由于电动汽车需要的是大功率电能，因此实际使用过程中，往往使用上千个电芯串联成电池组以保证能量的供应。以日本尼桑公司2010年推出纯电动车型LEAF为例，锂电池容量为24 kWh，是标准手机电池容量的12000倍。因此，电动汽车对锂离子电池材料的需求很大。据测算，一台纯电动汽车需要40 – 50 kg的正极材料和电解液，是单个手机电池耗用量的一万倍左右。

一般的锂离子电池其平均使用寿命一般只有2～3年，目前使用寿命较长的磷酸铁锂电池也只有7～8年，随着锂离子电池用量的急速增加，报废的锂离子电池也将逐年大幅度增加。而废旧锂离子电池中含有大量的有价金属，其中包含有钴、铜、铝、锂等金属元素，若能回收将产生巨大的经济效益。同时，废旧电池的回收利用可减少其所含有害物质对环境的污染，节约资源，降低能耗，且可缓解我国资源紧张的局面，促进我国电池行业的可持续发展，实现电池行业的工业生态循环。

目前，国内对废旧电池的回收处理技术研究尚属于初级阶段，而且研究重点都是如何对电池中的有价金属元素进行处理回收。如吴芳在《中国有色金属学报》Vol，54 NO.4,2004,697～701介绍采用碱溶解，酸浸出，P204萃取净化，P507萃取分离钴、锂，反萃取回收硫酸钴；郭丽萍等在《电池》Vol，35 NO.4,2005,266～268中采用硫酸和双氧水体系浸出废钴酸锂材料，采用氢氧化钠为沉淀剂，将Co2+转化为Co(OH)2后，在300℃下煅烧回收Co2O3，谭海翔等在《电源技术》Vol，31 NO.4,2007,288～290中采用酸浸，碳酸氢氨除铝，草酸铵沉钴，得到草酸股产品。此类方法工艺流程长，设备要求高；产生大量废水，易造成二次污染。

中国专利申请200710129898.2，一种锂离子电池废料中磷酸亚铁锂正极材料的回收方法，其将所述废料在惰性气体的气氛下在450-600℃下烘烤2-5 小时，然后将所述粉末产物加入可溶性铁盐的乙醇溶液中混合，干燥，在惰性气体的气氛下在300-500℃下焙烧2-5 小时，回收得到磷酸亚铁锂正极材料。该方法虽然简单，但是能耗略高，产品纯度较低，回收得到的磷酸亚铁锂，质量不高，并不能作为电池正极材料使用。

中国专利申请200980100912.3，一种废旧磷酸亚铁锂动力电池的回收利用方法，先将所述废旧磷酸亚铁锂电池进行完全放电后，将电池移至充有氮气保护的真空手套箱中，用机械力打开所述电池的盖板，取出装在该电池槽中的电芯；将盖板与电池槽移出手套箱，经处理后回收利用所述盖板与电池槽的聚丙烯ＰＰ塑料、钢材或铝材；再在所述真空手套箱内分离负极片和隔膜，以及正极片；其中负极片和隔膜经处理后回收利用；而正极片经清洗、烘干、筛选后，配合新的负极片制作成为新的磷酸亚铁锂动力电池。这种方式能顺利实现的可能性不高。