[发明专利]一种废旧锂电池电极材料的分离方法

说明书

本发明公开一种废旧锂电池电极材料的分离方法，包括以下步骤：S1、将正极活性材料、具有螯合作用的有机酸和过氧化氢混合反应后，取液相，得到浸出液；S2、加热浸出液，生成凝胶螯合物；S3、将凝胶螯合物进行烧结。本发明再生方法在有机酸和过氧化氢的作用下，正极活性材料中有价金属以离子形式进入液相；有机酸分子可与浸出液中金属离子发生螯合反应，生成凝胶螯合物析出，最后经分段加热，分解多余的有机酸，得到正极材料。本发明既避免了不必要的分离提纯步骤，同时减少了固废和液废的排放，缩短了工艺流程，具有更高的经济效益，对节能减排和环境保护具有重要意义。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池资源化处理领域，尤其涉及一种废旧锂电池电极材料的分离方法。

背景技术

废旧锂离子电池中含有大量的镍、钴、锂、锰、铜、铝、石墨等有价组分，资源属性强；同时，还含有电解液、电解质等有毒有害物质，环境危害性高。废旧锂离子电池资源化回收是目前亟待解决的关键问题。

在废旧锂离子电池资源化回收过程中，由于细粒级电极材料通过粘结剂附着在集流体表面，电极材料与集流体之间以及电极材料颗粒之间充满有机粘结剂，简单的机械破碎并不能实现电极材料的高效解离，造成大量的电极材料残留在电极片上，导致电极材料的损失，并且有机粘结剂的存在降低电极材料冶金效率；尤其是存在局部微短路的区域，存在正负极材料直接接触粘连的情况。申请号为201911301731.9的中国发明专利公开一种废旧锂离子正负极材料分离方法及其装置，通过还原性焙烧，将正极材料中的钴，镍转换为磁性状态，再通过研磨破碎后，配置成浆料进行磁选，这样的分离方式太依赖于还原性焙烧中磁性金属的转换，另外细颗粒的磁选效率较低，且依赖于磁选磁力大小，细颗粒的磁性材料磁选不完全，容易滞留于石墨浆料中。另外由于有机质的存在导致电极材料表面微观属性发生改变，原本具有显著亲疏水性差异的正、负极电极材料难以通过浮选方法实现两者的高效分离。因此，亟需一种高效分离正负极材料的分离方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效分离正负极材料的废旧电池电极材料的分离方法。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种废旧锂电池电极材料的分离方法，包括以下步骤：

S1、将正极极片、负极极片和电极材料颗粒在氮气氛围加热炉中150～550℃加热，热解有机物，得到热解后的正极极片、负极极片和电极材料；

S2、将热解后的正极极片、负极极片和电极材料颗粒进行超声清洗，清洗后进行筛分，将细粒级混合电极材料和粗粒级集流体分离；

S3、将细粒级混合电极材料进行浮选，调浆1min，再依次加入适量300g/t的煤油和150g/t的甲基异丁基甲醇，疏水性负极材料进入泡沫产品回收，亲水性正极材在矿浆中收集。

优选的，步骤S1中，加热炉加热过程中，以5～25℃/min之间的升温速率加热至150℃后，恒温处理15～30min，通过冷凝法对第一阶段的尾气进行回收；继续以相同升温速率升温至500～550℃，通过冷凝法对第二阶段的尾气进行回收。

通过阶段升温，将电解液与粘合剂分段热解分离并回收。

优选的，步骤S2中，热解后的正极极片、负极极片和电极材料颗粒在水中，以20kHz的频率超声清洗。

优选的，步骤S2中，先采用200μm筛网进行混合电极材料和粗粒级集流体的筛分，再用45μm的筛网进行二次筛分后，将粒径大于45μm的混合电极材料进行超声处理至可过45μm筛网后，得到细粒级混合电极材料。

优选的，步骤S1中的正极极片、负极极片和电极材料颗粒通过将废旧锂电池进行撕碎处理后，再进行风选脱除去隔膜，最后进行磁电选去除金属外壳得到。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：