[发明专利]一种废旧锂离子电池电极材料回收的方法及再加工利用

说明书

本发明公开了一种废旧锂离子电池电极材料回收的方法，并公开了一种将回收的电极材料再加工利用的方法。该回收方法首先将废旧电池过放电，在含有惰性气体的手套箱中对电池进行切口处理，放掉电解液，其次拆分正负极，对其进行超声处理，使得电极材料从集流体上剥离，最后收集正/负极颗粒物质。将收集好的正/负极颗粒物质重新加工为正/负极浆料材料，用来组装成锂浆料或锂液流电池；收集好的负极颗粒亦可再加工为负极材料，用于组装成新的锂离子电池。这种回收及再利用的方法赋予了废旧锂离子电池电极材料第二次生命，对于资源再利用意义重大，且操作简便，可大规模产业化。

技术领域

本发明涉及废旧电池回收领域，具体涉及一种废旧锂离子电池电极材料的回收方法，并涉及回收电极材料再次加工利用的方法。

背景技术

锂离子电池作为通讯设备、电动汽车、大规模储能系统所用的主要电源之一，近几年，随着国家新能源相关政策的颁布与实施，锂离子电池的使用量和范围是大大扩增。据统计，2000年，全世界的锂离子电池的使用量为5亿只，2015年达到了70亿只。但锂离子电池的使用寿命有限，大量的使用造就了大量的废旧电池产生。比如我国，2020年，我国的废旧锂离子电池将超过250亿只，总重量将超过50万吨。为了能源的节约及环境的保护，废旧锂离子电池的回收迫在眉睫。

我们知道，废弃的电池一般电极材料的利用率还保留有80%左右，如果直接废弃，或像传统方法那样提取其中的金属元素，无疑会造成环境的污染和资源的浪费。如果我们通过一种简便的方法，将这些利用率还很高的电极材料直接回收，经过重新加工，再次利用到电池中，给予这些材料第二次生命，这对废旧电池回收来说，意义将非常重大。

发明内容

本发明针对上述背景技术中所提及的想法，提供了一种废旧锂离子电池电极材料的回收方法，并涉及回收电极材料再次加工利用的方法。

一种废旧锂离子电池电极材料的回收及再利用方法。该回收方法首先将废旧锂离子电池过放电，其次在含有惰性气体的手套箱中对电池进行切口处理，放掉电解液，然后拆分正负极，对其进行超声处理，使得电极材料从集流体上剥离，最后收集正/负极颗粒物质。获得的正/负极颗粒经再加工，重新制备成新的电极材料，用于锂离子浆料电池、锂离子液流电池或新的锂离子电池。

进一步的，所述的废旧锂离子电池包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元等作为正极的锂离子电池及以碳、钛酸锂体系作为负极的锂离子电池。

进一步的，所述的首先对废旧电池进行过放电和其次在含有惰性气体的手套箱中对电池进行切口处理，放掉电解液，前者的目的是为了保证电池的安全性，后者的目的是为了去除电解液中的危险成分（LiPF6），避免后续操作中带来人身危害。

更进一步的，所述的对正负极进行超声处理，其中，正极需放在含有NMP液体的超声仪中进行超声，负极则可以放在含有NMP或水的超声仪中进行超声。需要说明的是，用水超声得到的负极颗粒物质，需要经过真空干燥处理，干燥温度为60-120℃。

一种将回收的电极材料再加工利用的方法。该再次利用的方法是将收集好的正/负极颗粒物质重新加工为正/负极浆料材料，用来组装成锂浆料或锂液流电池；收集好的负极颗粒亦可再加工为负极材料，用于组装成新的锂离子电池。

进一步的，所述的正极浆料材料，是将收集好的正极颗粒物质（包括磷酸铁锂、锰酸锂、磷酸锰锂、钴酸锂、三元材料以及其他含锂金属氧化物中的一种或几种混合物）充当正极活性粒子，然后加入导电剂和电解液，制备成浆料混合物，即为正极浆料材料。特别需要说明的是：如果遇到无法将废旧锂离子电池中的正极材料与负极材料很好的分开的情况，则可将拆解下的正负极材料同时放入含有NMP的超声仪中超声提取，如此回收的电极颗粒物质同样通过上述制备方法制成正极浆料材料使用，原有电池的负极材料在新加工的正极浆料材料中充当导电剂，原有电池正极材料中的导电剂在新电池的正极中仍可作为正极材料的导电剂使用，因此此时无需额外添加导电剂。