[发明专利]从使用完的锂离子电池回收有价物质的方法

说明书

本发明的有价物质回收方法具有：锂离子电池的放电工序；热分解工序，对放电后的锂离子电池进行热处理，热分解而去除可燃成分，并且将正极活性物质的锂化合物还原成磁性氧化物；破碎工序，将热分解后的锂离子电池粉碎至施以风力分选的尺寸，并且使所述磁性氧化物的一部分残留在铝箔上，从该铝箔剥离剩余的磁性氧化物；筛分工序，筛分破碎物而分离成筛上产物和筛下产物，并回收筛下产物中所包含的所述磁性氧化物及负极活性物质成分；风力分选工序，将所述筛上产物分离成重产物和轻产物；及磁力分选工序，从所述轻产物以磁性附着物的形式分选并回收残留有所述磁性氧化物的铝箔，并且回收非磁性附着物的铜箔。

技术领域

本发明涉及一种从使用完的锂离子电池回收有价物质的方法。尤其，涉及一种锂离子电池中所包含的铜、铝及活性物质成分之间的分离精度优异的回收方法。

本申请主张基于2017年1月24日于日本申请的专利申请2017-010563号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

通常，锂离子电池在金属制的外装材料容纳有电极结构体，该电极结构体由负极、正极、隔膜、电解液及引线等形成。作为外装材料使用铝和铁等，并成型为层压型、盒型及圆筒等。电极结构体的负极及正极包含集电体、活性物质及粘合剂，并具有在集电体的金属箔的表面上活性物质的微细粉体形成层并粘结的结构。负极集电体主要由铜箔形成。负极活性物质主要使用石墨，此外使用无定形碳和钛酸锂等。正极集电体主要由铝箔形成。正极活性物质以规定的混合比使用钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)、包含锰、镍及钴的三元系活性物质〔Li(Co_aMn_bNi_1-a-b)O₂〕等。

粘合剂通常使用聚偏二氟乙烯(PVDF)。隔膜由多孔有机膜形成。电解液主要使用将六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)等含氟锂盐溶解于碳酸酯类等有机溶剂中而得的溶液。

如此，锂离子电池包含锂、钴、镍、铝、铜等有价物质，并且正在研究从使用完的锂离子电池回收这些有价物质的方法。

专利文献1中公开有如下方法：将使用完的锂离子电池加热至300℃以上之后，进行破碎并筛分，对破碎并筛分的破碎物施加8000高斯以上的高磁力，由此将作为顺磁体的铝设为磁性附着物，并将铜作为非磁性附着物进行分离。专利文献1的实施例中，示出了使用具有20000高斯的高磁性、高梯度磁场的分离装置的例子。

专利文献2中公开了一种从使用完的锂电池回收有价物质的方法：将内置于铝制壳中的使用完的锂电池与该铝制壳一同烘烤，破碎焙烧物，通过磁选来分离成磁性物和非磁性物，进一步对产生涡电流的非磁性物施加来自磁铁的磁场，以从该磁铁排斥该磁性物，由此从分离成主要由铝组成的破碎粉及主要由铜组成的破碎粉，进一步磁选主要由铜组成的破碎粉而分离成主要由钴组成的磁性物及主要由铜组成为非磁性物。

专利文献1：日本特开2015-219948号公报

专利文献2：日本专利第3079287号公报

在使用专利文献1中所记载的高磁力分选、专利文献2中所记载的涡电流来分选铝和铜的方法中，若从集电体的铜箔或铝箔没有充分去除活性物质，则铜箔或铝箔相对于磁力的特性和表观比重发生变化，因此在很多情况下难以精确地分离铜箔和铝箔。这是在作为正极活性物质的钴酸锂或镍酸锂通过加热处理变成氧化钴或氧化镍的情况下也相同，若从正极集电体的铝箔没有充分去除这些氧化钴等，则难以精确地分离铜箔和铝箔。