[发明专利]一种废旧锂离子电池集流体回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂离子电池集流体回收方法，包括：S01：将废旧电池拆解后分离出集流体金属箔；S02：将集流体金属箔振动筛筛分；S03：将集流体金属箔浸于高温盐浴内，所述高温盐浴温度为230‑250℃；S04：将S03高温盐浴处理后的集流体金属箔放置于高压釜中，在200‑230℃、1.5‑2MPa压力下维持12‑15min然后泄压；S05：将S04处理后的集流体金属箔置于超声波振动筛机内进行振动筛筛分1‑5min。本发明中利用振动筛分、高温盐浴、高压处理综合处理的方式，使活性物质的粘结剂失效溶解，从集流体金属箔材上完全脱落下来，通过筛分后直接进行回收，不仅减少了现有技术中辅料的投放，而且简化了工艺流程。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种废旧锂离子电池集流体回收方法。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、重量轻、使用寿命长、自放电率低且无记忆效应等优点而被广泛应用在移动通讯、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车等领域。废旧的锂电池中含有大量的不可再生且经济价值高的金属资源，如锂电池的正极活性物质为钴锂、锰锂、镍锂及它们的三元复合材料，正负极的集流体通常是金属铝和金属铜，如果能有效地回收处理废弃或者不合格的锂电池，不仅能减轻废锂电池对环境的压力，还可以避免造成资源的浪费。

锂离子电池在生产过程中，涂布、制片、卷绕等环节会产生10%～20%左右的不良品，集流体和其上活性材料的成本在锂离子电池整体成本中占据很大比例，如不加以回收利用，会造成较大的材料浪费，而且钴、镍、锰、锂等离子易渗透造成土壤和水资源污染。因此，对锂离子电池废弃极片进行有效回收具有可观的经济效益和社会效益，可大大提高材料的利用率，降低生产成本，减少环境污染。锂离子电池极片是由集流体和涂覆在其上的活性材料通过粘结剂黏合而成的，其中正极片上的活性材料一般为锂的化合物，如钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等，集流体通常为铝箔，负极片上的活性材料多为石墨，集流体通常为铜箔。在现有技术中对锂离子电池集流体进行回收一般是通过加热处理正极材料，使粘结剂分解挥发，再采用浮选法或重选法分离出正极活性物质和集流体。Contestabile等和秦毅红等采取有机溶剂溶解粘结剂PVDF，直接回收活性物质、金属铜和铝。由于活性物质不溶于碱，钟海云等和吴芳等在酸浸之前用NaOH预先除去大部分铝，而钴、镍、锰全部留在碱浸渣中。但以上方法都有局限性，如高温焙烧能耗高，设备投资大，并且会产生有毒的含氟气体；而有机溶剂价格昂贵且使用量大、生产成本高、回收系统投资大、对生态环境污染大、对生产人员的生体健康也有一定的危害；而碱溶液除铝难以回收有价值的纯铝箔，通过选择性沉淀回收铝，分离效果不够理想。

总的说来，现有技术中对废旧锂离子电池集流体回收并未提供回收效率高的技术方案，采用热处理的方法对活性物质影响大、容易造成有害气体污染；采用强酸或者强碱溶解法对金属箔材有损耗，且造成大量的废酸废碱污染；采用焚烧的方法则完全不能回收活性物质，而且会造成金属箔材的烧损和氧化。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种对正负极集流体上的活性材料无损、有效回收集流体箔材的锂离子电池集流体回收方法。本发明中利用振动筛分、高温盐浴、高压处理综合处理的方式，使活性物质的粘结剂失效溶解，从集流体金属箔材上完全脱落下来，通过筛分后直接进行回收，不仅减少了现有技术中辅料的投放，而且简化了工艺流程。同时在整体工艺过程中并未引入新的杂质离子，使分离后的活性材料不需要进行特殊的除杂处理即可回收利用，便于后续处理。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明中提供的废旧锂离子电池集流体回收方法，包括如下步骤：

S01：将废旧电池彻底放电后进行拆解，分离出集流体金属箔；

S02：将集流体金属箔置于超声波振动筛机内进行振动筛筛分0.5-2h；