[发明专利]一种利用热裂解回收锂离子电池废弃物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池的回收方法，具体说，是涉及一种利用热裂解回收锂离子电池废弃物的方法。

背景技术

现在由于电子产品的报废越来越多，用于电子产品的锂离子电池的报废量也越来越大，如何环保回收锂离子电池也越来越重要。现有技术中已有关于锂离子电池的相关回收技术，如：中国专利申请CN01130735.8、发明名称为《从废锂离子电池中回收金属的方法》，该发明虽然也能达到回收其中金属的目的，但在回收过程中采用了高温炉焙烧，并且还采用了加入酸溶蚀的手段，回收过程中不仅产生了新的环境污染，而且成本高、工艺复杂，不适合规模化回收要求。因此，研发一种效率高、无污染、成本低的回收锂离子电池废弃物的方法，将对解决废弃锂离子电池的污染和资源化问题具有重要价值和社会意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种分离效率高、工艺简单、无污染、成本低的利用热裂解回收锂离子电池废弃物的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用热裂解回收锂离子电池废弃物的方法，所述的锂离子电池废弃物来源于废旧锂离子电池或锂离子电池生产中产生的废品，包括电池芯，所述的电池芯包括正极、负极、隔膜和电解液，所述的正极包括正极材料、正极集流体和正极极耳，所述的负极包括负极材料、负极集流体和负极极耳；所述方法是使所述的锂离子电池废弃物在真空或气体保护下进行加热，通过加热作用使粘接正极材料与正极集流体的粘接剂或/和使粘接负极材料与负集流体的粘接剂或/和隔膜分解，从而使正极材料与正极集流体分离或/和使负极材料与负极集流体分离或/和使隔膜上粘附的正极材料和负极材料与隔膜相分离。

由于锂离子电池结构复杂、材料成分多，特别是其中的粘接剂是非常稳定的材料如聚偏四氟乙烯，所以现在难以回收利用。目前采用的方法是直接焚烧，然后通过碱、酸处理，焚烧的目的是使其中的粘接剂聚偏四氟乙烯与氧气发生氧化反应，从而使粘接剂掺合料失 效，正负极材料从正负极上脱落，同时其中的隔膜也会发生燃烧。但这种处理方法会造成污染，同时其它材料如铝箔、锂盐等也会与氧气发生化学反应，回收率低。而本发明采用的是热裂解法，就是通过加热的方式使聚偏四氟乙烯分解成小分子，粘接失效，正负极材料从正负极上脱落。因在分解过程中是在真空或气体保护条件下，因此不会与氧发生化学反应，其它的材料仍然保持原状，所以材料回收率高。

作为进一步优选方案，所述气体是不与需要处理的锂离子电池废弃物发生化学反应的气体。由于气体不参与化学反应，所以回收率高。

作为进一步优选方案，加热温度不低于粘接剂的分解或分离温度。当加热的温度大于粘接剂的分解或分离温度才会使正负极材料从正负极上脱落，如聚偏四氟乙烯的分解温度是从390度开始分解。

作为进一步优选方案，所述加热温度在隔膜的分解温度以上。当加热温度达到隔膜的分解温度后，隔膜就会变成油或气排出，如聚乙烯在400度以上开始分解。

作为进一步优选方案，对所述的锂离子电池废弃物进行加热时，通过回收装置对所分解的气体进行回收。因分解会产生氟化物、油或/和气，因此通过回收一方面可以减少污染，另一方面可以再利用。例如：在气体回收装置里加入氢氧化钠溶液可以将氟化氢吸收后反应生成氟化钠。

作为进一步优选方案，将分解产物进行筛分，使分解所得的正极材料、负极材料与正极集流体、负极集流体相分离。因正极材料、负极材料是粉状，而正极集流体、负极集流体是片状，另外两者的比重也不同，因此通过筛分可使其相分离。

作为进一步优选方案，将分离得到的正极材料与负极材料的混合物进行焙烧处理，使正极材料与负极材料相分离。由于现在的负极材料是石墨粉，通过焙烧石墨粉氧化成二氧化碳气体逸出，从而只剩下正极材料，实现两者的分离。

作为进一步优选方案，将分离得到的带有正极极耳的正极集流体或/和带有负极极耳的负极集流体进行破碎，然后采用磁流体分选法或磁选法使极耳与集流体相分离。由于现在的极耳是采用金属镍，因镍有磁性而铜没有，因此通过磁选可以实现两者的分离。