[发明专利]锂电池浆料的回收方法及用于回收其的设备

说明书

本发明公开了一种锂电池浆料的回收方法，该方法是将锂电池浆料进行预处理，再将预处理后的锂电池浆料进行离心喷雾干燥，分离固相和溶剂；本方法采用离心喷雾可将正极材料和NMP完全高效分离，该过程不引入杂质元素，提高了NMP纯度，处理成本低，同时减少了对环境的污染，非常具有工业化应用前景。本发明还公开了一种用于回收锂电池浆料的设备，为离心喷雾干燥系统，其包括喷雾室、旋风分离器、冷凝器、冷凝液储罐和精馏塔；该系统在原有的离心喷雾干燥设备上进行改进，结合离心喷雾干燥和NMP冷凝回收的工艺进行设计，使得正极材料和NMP分离后可以直接回收NMP，处理效率高，可实现连续化生产。

技术领域

本发明属于电池材料循环利用技术领域，具体涉及一种含NMP废锂电池浆料的回收方法及用于回收其的设备。

背景技术

锂电池生产工艺流程分为三大工段，一是极片制作，二是电芯制作，三是电池组装。其中在第一段工序中，由于正极材料需要通过PVDF的粘结作用才可与铝箔粘结形成极片，但PVDF为固体粉末，故需用NMP将PVDF溶解并与正极材料搅拌均匀才能形成稳定的悬浊液，但由于在制浆、涂布过程中，环境、异物、粘度的变化引起浆料的失效，从而导致浆料无法正常进行涂布。由于浆料中含有大量的Li、Ni、Co、Mn等有价金属，且含有大约20wt％的N-甲基吡咯烷酮(NMP)，从经济的角度来说，非常具有回收价值，近年来金属原料和NMP价格逐年攀升，对浆料进行回收对于锂电池原料成本的控制就显得尤为重要。废锂电池浆料中有较多结块现象，且在极片制做过程中擦拭、维修涂布机和相关机器，就会混入一些的塑料袋、钢钉、线手套、一次性手套、抹布等异物，这些异物通常会包裹在结块浆料中，很难通过人工将其挑除，且会影响虹吸泵输料，必须靠人工进行填料，这无疑会大大增加处理的成本，而且对环境也有一定的污染性。从环境的角度来看，如果将废锂电池浆料丢弃，则会严重危害环境。NMP浆料回收不止可以实现锂电行业闭环且保护了环境。

目前，NMP浆料回收的核心技术为浆料的固液分离，主要有离心分离、絮凝压滤分离等回收方法，相关技术公开了一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法，采用离心机固液分离，但效率较低、处理量小，离心效果差，不利于工业化应用。还有相关技术公开了一种锂电池阴极废液的处理方法及其应用，将阴极废液注入处理池中，然后向处理池中加入絮凝剂，搅拌静置，上层清液直接进污水处理，沉淀则硅藻土搅拌均匀，最后对硅藻土浆料进行压滤，得滤液和滤渣，但絮凝压滤工序复杂、容易引入杂质。

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，本发明提出一种锂电池浆料的回收方法及用于回收其的设备，能够提高废锂电池浆料的处理效率。

根据本发明的一个方面，提出了一种锂电池浆料的回收方法，包括以下步骤：

将锂电池浆料进行预处理；

将所述预处理后的锂电池浆料进行离心喷雾干燥，分离固相和溶剂。

在本发明的一些实施方式中，所述预处理包括球磨。

在本发明的一些实施方式中，所述球磨的球料比为(5-50)：1，转速为300-1000r/min。进一步地，所述球磨的磨矿浓度为60-80％，所述球磨的时间为10-30min，充填率为30-45％。

在本发明的一些实施方式中，在所述球磨前，进行浆料破碎处理。采用先破碎后球磨工艺，解决浆料结块料难处理的问题。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述破碎处理采用双轴破碎机，所述双轴破碎机的工作参数为：刀距10-50mm，转速100-500r/min。

在本发明的一些实施方式中，在所述球磨后，进行过筛；所述过筛的筛网目数为100-300目。过筛可以去除掉塑料袋、钢钉、线手套、一次性手套、抹布等异物。

在本发明的一些实施方式中，在所述锂电池浆料的溶剂包括NMP的情况下，所述回收方法还包括：在所述离心喷雾干燥前，对所述预处理后的锂电池浆料进行pH调节。