[发明专利]废旧锂离子电池粘结剂的回收方法

说明书

本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧锂离子电池粘结剂的回收方法。将废旧锂离子电池在去离子水中浸泡，使电池释放剩余的电量；将浸泡后的电池焙烧，然后冷却到室温后拆解，释放出电解液，得到电极极片和隔膜；将分离出的电极极片利用有机溶剂溶解，过滤分离出电极材料和集流体；所得滤液中加入乙醇洗涤，过滤分离出胶黏剂；得到的滤液升温分离出乙醇和有机溶剂。本发明工艺操作简单，成本低，反应条件温和宽松，能够实现废旧锂离子电池中胶黏剂的循环利用，避免了环境污染，胶黏剂的回收率在95％以上。

技术领域

本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧锂离子电池粘结剂的回收方法。

背景技术

锂离子电池自1990年问世以来，发展很迅速。报废的锂离子电池经长时间的暴露堆积，安全装置破坏使电池内部含磷电解液逐渐泄露并且电池内部含有的钴、铜、镍等重金属元素造成环境污染的隐患。目前锂离子有电池正极，镍钴锰三元正极材料，镍钴铝三元正极、钴酸锂、锰酸锂等，负极由负极活性物质碳素材料组成、4-5％的乙炔黑导电剂、6％一7％的粘结剂均匀混合后，涂布于厚约铜箔集流体上。隔膜材料为多孔聚乙烯或聚丙烯。电解液由电解质和有机溶剂组成,电解质一般为锂盐有机溶剂。粘结剂主要成分是聚偏氟乙烯(PVDF)。因此组成锂离子电池的主要材料有金属、塑料、金属氧化物、有机溶剂、无机导电盐。

专利“一种直接焙烧处理废旧锂离子电池及回收有价金属的方法(CN200910130828.)”提出了在500～850℃温度下焙烧除去电池中有机隔膜材料和电极材料上的有机粘结剂，将经过焙烧的电池材料破碎后与硫酸钠(或硫酸钾)、浓硫酸混合调浆，在电炉内350～600℃温度下进行二次热处理，使废旧锂离子电池中的钴、铜和锂等金属转变为易溶于水的硫酸盐，用水或稀硫酸溶液浸出后，再用有机萃取剂分别从浸出液中提取钴、铜，并获得铜和钴产品。论文“用浮选法从废锂离子电池中回收锂钴氧化物”中提到在马弗炉中773K温度下热处理电极材料,然后用浮选法分离锂钴氧化物和石墨.这是由于在773K温度下，有机粘结剂挥发脱除，锂钴氧化物表面由疏水性变为亲水性。

论文“废锂离子电池的综合处理方法”提出回收废电池后，进行放电处理，剥离外壳，回收外壳金属材料。将电芯与焦炭、石灰石混合，投入焙烧炉中还原焙烧。有机物燃烧分解为二氧化碳及其它气体，钴酸锂被还原为金属钴和氧化锂，氟和磷被沉渣固定，铝被氧化为炉渣，大部分氧化锂以蒸气形式逸出后，将其用水吸收，金属铜、钴等形成含碳合金。

以上方法虽然能有效去除粘结剂，并使得LiCoO2、乙炔黑从铝箔上脱附，但是锻烧的处理方式能耗大，铝箔被氧化成为氧化铝，造成价值降低和收集困难。论文“laboratoryscale lithium-ion battery recycling process”提出了用有机物NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶解PVDF分离铝钴膜，虽然成功使之分离，但NMP太贵约3万元/t，在实际生产中不太适用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种废旧锂离子电池粘结剂的回收方法，工艺操作简单，成本低，反应条件温和宽松，能够实现废旧锂离子电池中胶黏剂的循环利用，避免了环境污染，胶黏剂的回收率在95％以上。

本发明所述的废旧锂离子电池粘结剂的回收方法，包括如下步骤：

(1)将废旧锂离子电池在去离子水中浸泡，使电池释放剩余的电量；

(2)将步骤(1)中浸泡后的电池焙烧，然后冷却到室温后拆解，释放出电解液，得到电极极片和隔膜；

(3)将步骤(2)中分离出的电极极片利用有机溶剂溶解，过滤分离出电极材料和集流体；

(4)将步骤(3)中所得滤液中加入乙醇洗涤，过滤分离出胶黏剂；

(5)将步骤(4)中得到的滤液升温分离出乙醇和有机溶剂。

其中：