[发明专利]一种废旧锂离子电池正极集流体回收处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池回收技术领域，尤其涉及一种废旧锂离子电池正极集流体回收处理方法。

背景技术

锂离子电池自20世纪90年代实现商业化以来，日渐取代其他各类二次电池，广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、便携式工具、电动自行车等领域。据统计锂离子电池使用寿命一般约为3年，循环周期约为500～1000次。随着大量锂离子电池的生产、使用和报废，废旧锂离子电池的回收和再利用问题已经成为全行业的关注焦点。

由于火法处理废旧锂离子电池具有能耗高、大气污染严重等缺点，因此目前研究和利用的工艺多为湿法处理废旧锂离子电池。

目前，废旧锂离子电池的湿法处理回收工艺主要包括以下步骤：①对废旧锂离子电池进行放电、拆解得到电极材料；②对步骤①中得到的电极材料进行浸取处理，使各种金属离子溶解；③对浸取液中金属离子进行分离回收或者直接合成电极材料。在该湿法处理回收工艺中，步骤①得到的电极材料，集流体(主要是铝箔)与正极材料粘结在一起，如果不预先除去集流体，那么后续处理的钴回收液中将会出现大量的杂质铝，因此为了能够高效地进行后续处理，需要预先去除与正极材料粘结的集流体，但集流体与正极材料的分离比较困难。

在现有技术中，将集流体与正极材料分离的方法主要有有机溶剂溶解法、高温热分解法、碱浸法、机械分离法等，其中使用较广泛的是碱浸法。碱浸法主要是利用NaOH溶解与正极材料粘结在一起的集流体(即正极集流体)，溶解液可以蒸发结晶生产偏铝酸钠，也可以采用硫酸中和生产氢氧化铝，再蒸发结晶生产硫酸钠。无论采用上述哪种分离方法，都存在试剂消耗高、能耗高、废水处理量大等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中将集流体与正极材料分离的方法存在试剂消耗高、能耗高、废水处理量大等技术问题，本发明提供了一种废旧锂离子电池正极集流体回收处理方法，不仅简单易行、试剂消耗少、能耗低、废水处理量小，而且能够有效分离废旧锂离子电池中与正极材料粘结在一起的集流体。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种废旧锂离子电池正极集流体回收处理方法，包括以下步骤：

步骤A、将电池芯粉碎料加入到碱液中溶解正极集流体，从而得到浸出矿浆；

步骤B、如果浸出矿浆中存在铜箔或电池隔膜，则先对步骤A得到的浸出矿浆进行筛分再对筛下物进行过滤，否则，直接对步骤A得到的浸出矿浆进行过滤，从而得到浸出矿浆滤液和浸出矿浆滤渣；

步骤C、向步骤B得到的浸出矿浆滤液中加入氢氧化铝晶种进行结晶析出，并过滤，从而得到结晶氢氧化铝和碱液；该碱液循环到步骤A中重复利用。

优选地，所述向步骤B得到的浸出矿浆滤液中加入氢氧化铝晶种进行结晶析出包括：氢氧化铝晶种的用量是所述浸出矿浆滤液中铝的0.5～2倍，结晶析出的温度为20～50℃，结晶析出的搅拌速度为50～200rpm，结晶析出的时间为30～70h。

优选地，将所述的电池芯粉碎料加入到碱液中溶解正极集流体包括：碱液浓度为100～250g/L，溶解正极集流体的温度为80～95℃，溶解正极集流体的搅拌速度为300～600rpm，溶解正极集流体的时间为1～3h。

优选地，所述的电池芯粉碎料的粒度为5～10mm。

优选地，电池芯粉碎料包括一元废旧锂离子电池正极、二元废旧锂离子电池正极、三元废旧锂离子电池正极、锂离子电池生产过程中产生的正极边角料中的至少一种。

优选地，所述电池芯粉碎料采用以下方法制得：对废旧锂离子电池进行放电、拆解，除去外壳，得到电池芯，再将电池芯破碎成电池芯粉碎料。

优选地，对废旧锂离子电池进行放电、拆解包括：将废旧锂离子电池置于质量分数为5～10％的NaCl溶液中浸泡24小时，进行充分放电，然后再对充分放电后的废旧锂离子电池进行机械拆解。

优选地，对步骤A得到的浸出矿浆进行筛分的筛子孔径为0.5～2mm。

优选地，对步骤A得到的浸出矿浆进行筛分，再对筛上物进行烘干分选，从而得到铜箔和/或电池隔膜。

优选地，步骤A中所述的碱液为NaOH、KOH中的至少一种。