[发明专利]一种锂离子电池废极片安全回收的方法及其应用

说明书

本发明属于电池回收的技术领域，公开了一种锂离子电池废极片安全回收的方法及其应用。该方法包括以下步骤：将废旧正极片破碎，过筛，得到正极粉A和破碎铝渣；将破碎铝渣和酸液混合，边搅拌边超声，再进行湿法筛分，得到铝渣和电池粉；将得到的铝渣先用水洗涤，再用抑爆剂冲洗，离心，得到抑爆铝渣，再进行打包压缩，得到铝渣块；将铝渣块两端分别连接直流电极的正极板和负极板，施加电流熔融铝渣，冷却后，得到安全型铝渣块。本发明通过饱和氢氧化钙溶液水洗，使残酸与饱和氢氧化钙溶液反应，中和铝渣生产过程残余的酸，避免铝渣与残酸反应，避免释放氢气和产热，保证储存过程的安全。

技术领域

本发明属于电池回收的技术领域，具体涉及一种锂离子电池废极片安全回收的方法及其应用。

背景技术

在锂离子电池生产制造过程中，在极片生产环节，会产生一定量的废极片。在锂离子电池大规模生产制造的情况下，会产生大量的废极片。废极片中含有大量镍、钴、锰、锂等金属元素，如果不进行回收处理，则会对环境造成污染。

传统的废极片回收处理是将极片破碎后，分选出铝渣和电池粉，铝渣会采用酸洗涤，二次分选金属铝。由于铝渣洗涤后会残余有酸和水分，分选出来的铝渣会与残余的酸和水反应，释放出氢气并发热，铝渣存放时具有燃烧和爆炸风险。同时，分选得到的电池粉残余有金属铝，在下一步的酸浸环节，残余的金属铝会与酸反应释放氢气，使酸浸环节具有燃烧、爆炸的风险，传统生产工艺局限性明显。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种锂离子电池废极片安全回收的方法及其应用，该方法通过饱和氢氧化钙溶液水洗，使残酸与饱和氢氧化钙溶液反应，中和铝渣生产过程残余的酸，避免铝渣与残酸反应，释放氢气和产热，保证储存过程的安全。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池废极片安全回收的方法，包括以下步骤：

(1)将废旧正极片破碎，过筛，得到正极粉A和破碎铝渣；

(2)将所述破碎铝渣和酸液混合，边搅拌边超声，再进行湿法筛分，得到铝渣和电池粉；

(3)在步骤(2)得到的铝渣先用水洗涤，再用抑爆剂冲洗，离心，得到抑爆铝渣，再进行打包压缩，得到铝渣块；

(4)将所述铝渣块两端分别连接直流电极的正极板和负极板，施加电流熔融铝渣，冷却后，得到安全型铝渣块；步骤(3)中，所述抑爆剂为饱和氢氧化钙溶液。

优选地，步骤(2)中，还包括对电池粉进行过滤，取滤渣，洗涤，即得正极粉B；仔将正极粉A和正极粉B混合，再加入溶解铝的溶液浸泡，搅拌，过滤，取滤渣，洗涤，即得正极粉。

更优选地，所述溶解铝的溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙溶液中的至少一种。

传统的不除残铝的工艺，残余的金属铝与电池粉直接进入酸浸环节，实际生产中为了使电池粉具有较好的溶解效果，酸浸环节是采用高浓度强酸，以及加热的条件下进行浸出，而此时残余金属铝会与浸出液(高浓度强酸)快速反应，会使得浸出罐中快速聚集大量的氢气，而达到爆炸浓度，使浸出罐具有爆炸的安全风险。

溶铝液是把电池粉中残余的金属铝溶解出来，避免电池粉在浸出环节释放氢气，避免起火或者爆炸。虽然，本发明加碱溶铝相对于常规的浸出工序溶铝都会释放氢气，但是，本发明加碱溶铝，可以通过降低溶铝液的浓度、反应温度等条件控制铝缓慢溶解，进而使氢气缓慢释放，使氢气有足够的逸散时间和逸散空间，不至于使氢气达到爆炸浓度，实现工艺的本质安全。

更优选地，所述溶解铝的溶液的体积浓度为0.003-2mol/L。

更优选地，所述溶解铝的溶液的温度为15-45℃。

优选地，步骤(1)中，所述过筛中的筛网孔径为0.1-0.5mm。