[发明专利]一种锂电池生产废弃物的处理方法

说明书

本发明公开了一种锂电池生产废弃物的处理方法，首先通过碱溶法实现锂离子电池正极材料活性物质与集流体铝箔的分离，实现废旧锂离子电池中正极片活性物质的回收利用，然后通过补加一定量的锰源、锂源或磷源以制得磷酸锰锂正极材料，然后进一步进行碳包覆和氧化石墨烯/离子液体修饰以制得磷酸锰锂/碳/氧化石墨烯/离子液体复合正极材料。通过三者的协同作用可显著提高锂离子电池正极材料的电化学性能。且本发明方法简单，不仅能够减轻废旧锂离子电池对环境的影响，同时还能带来较高的经济效益，从而实现废旧磷酸锰锂锂电池的高效循环使用，以实现工业固体废弃物的减量化、资源化和无害化，充分实现了废弃物的可持续利用。

技术领域

本发明涉及电子废弃物回收利用技术领域，尤其涉及一种锂电池生产废弃物的处理方法。

背景技术

锂离子电池因在包括笔记本电脑、手机、电动自行车以及电动汽车等电子电器产品方面具有广泛的应用领域，其需求量及产量近年来增长迅速。中国锂离子电池累计完成量从2010年26.87亿只增长到2016年78.42亿只。但由于锂电池充放电次数增加，产生容量衰减，最终将导致电池不能满足使用而废弃。废弃锂离子电池中钴和锂等有价金属含量较高，并且锂离子电池中含有钴酸锂、六氟磷酸锂等化学物质，会对环境造成危害。回收处理废弃锂离子电池中的有价金属，不仅可减轻或消除其对环境的潜在危害，也能实现资源的循环利用，对社会、环境和经济的可持续发展具有重要意义。

同时锂电池中大量的有价金属锂、镍、钴、铝、铜的回收也已引起广泛关注，发展了多种技术以提高有价金属回收率，降低固体废物管理风险。经典的回收技术分为三类：火法冶金、湿法冶金以及生物法冶金。

相对于火法冶金高能耗、尾气粉尘、操作条件复杂、回收率不高的特点，湿法冶金在锂电池金属回收更具优势。而湿法冶金用到大量的无机或有机酸，废酸以及副产物可能会产生人体健康、环境污染风险，同时也增加回收成本。生物法利用微生物(包括细菌和真菌)与矿石或废弃物表面之间的相互作用溶解金属，条件温和，环境友好、适用于低品位源。但是菌株筛选驯化、长期培养也限制了生物法技术在处理废旧锂电池领域的推广。

申请号为CN201810529927.2的专利，公开了一种废旧镍钴锰三元锂电池和银镍合金共同处理方法，通过将废旧镍钴锰三元锂电池处理后得到正极片；使用NMP浸泡正极片，分拣得到铝箔，将过滤所得混合物与废银镍合金混合后用硫酸和双氧水共同浸出，得到混合溶液；加入氯化盐溶液除去银后，加入氨水和碳酸盐共同沉淀镍、钴、锰，过滤后使用乙醇将混合沉淀洗净后，加入碳酸锂并混合均匀，高温煅烧后得到镍钴锰三元锂电池正极材料前驱体。该发明采用湿法回收废旧镍钴锰三元锂电池和银镍合金中的有价金属，并重新制备了镍钴锰三元锂电池正极材料，然而通过有机溶剂NMP虽然能够实现活性物质与集流体铝箔的分离，但是由于分离需要高温60℃，而有机溶剂NMP容易挥发，因此在分离过程中不仅会造成有机溶剂的浪费，同时会污染空气。并且有机溶剂溶解PVDF后是粘稠的液体，实现有机溶剂与活性物质的分离比较困难，普通的过滤难以分离有机溶剂与活性物质，同时该方法中NMP难以重复利用，从而使废旧锂电池的回收成本过高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种锂电池生产废弃物的处理方法，首先通过碱溶法实现锂离子电池正极材料活性物质与集流体铝箔的分离，实现废旧锂离子电池中正极片活性物质的回收利用，然后通过补加一定量的锰源、锂源或磷源以制得磷酸锰锂正极材料，然后分别以蔗糖和氧化石墨烯/1-[3′-(N-吡咯)丙基]-3-丁基咪唑溴离子液体复合材料作为碳源，制得磷酸锰锂/碳/氧化石墨烯/1-[3′-(N-吡咯)丙基]-3-丁基咪唑溴离子液体复合正极材料。通过三者的协同作用可显著提高锂离子电池正极材料的电化学性能。且本发明方法简单，不仅能够减轻废旧锂离子电池对环境的影响，同时还能带来较高的经济效益，以实现工业固体废弃物的减量化、资源化和无害化，充分实现了废弃物的可持续利用，且本发明成本低、环保效益佳，且合成得磷酸锰锂电池性能佳，具有良好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：