[发明专利]一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法

说明书

本发明提供了一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法。该方法通过一次性破碎、低温热处理、水动力分选、色选，高温热解，湿法或干法剥离实现废旧锂电池中的正、负极粉的分离。本发明利用小片规则状正极片与负极集流体颜色差异，通过色选实现了正、负极片的分离，从而得到分离的正、负极粉，极粉回收率高，铝箔、铜箔全部得到回收。通过前段破碎的低温热处理和正极片的高温热解，避免了电解液和含氟粘接剂对环境的污染以及回收过程的安全问题，可实现规模化工业化生产。

技术领域

本发明属于废旧锂电池的再生利用技术领域，涉及一种废旧锂电池再生利 用正负极粉的分选方法。

背景技术

自2014年开始，我国新能源汽车开始大量普及，产销量位居全球第一， 新能源汽车产销量连续6年位居全球第一，累计推广了超过550万辆。中国已 造成全球规模第一的新能源汽车及动力电池产业链。动力电池装机量近年来不 断攀升，巨大需求下对上游用原材料需求增加明显，以磷酸铁锂和三元材料两 类配套量最大的锂离子动力电池为测算对象，用于生产动力电池的镍、钴、锰、 锂四类金属消耗量(折合金属量)分别占对应金属全领域应用量的比例约为 4％、77％、10％、50.9％。受资源匮乏影响，我国主要依赖从国外进口矿石资 源及其加工后的高端产品来满足国内生产供应，据统计，上述四种金属，镍、 钴、锰、锂的原矿进口依存度分别超过80％、90％、60％、70％。因此，对废 旧锂电池资源循环回收利用已成为动力电池生产原材料供应的重要来源方式。

废旧锂离子电池回收利用要有助于减少环境污染，促进资源综合利用和循 环经济发展。既要有效回收处理旧锂电池中的大量有价金属元素，又要对有害 的有机溶剂做到无害化、环保化处置。采用高温热解处置，有效处理废旧锂电 池中的有机溶剂及含氟有机物，达到国家环保标准要求，这是目前符合环境保 护要求、能大规模工业化回收利用废旧锂电池的必要方式。

目前废旧锂电池的主流回收处理方法是，通过物理方法把报废旧锂电池破 碎分选处理，得到正负极粉混合粉，再通过湿法冶金工艺，将黑粉中的有价金 属元素浸出溶解转入溶液，再分离提纯得到纯金属盐类或氧化物。但由于负极 石墨粉大量混杂在含有价金属元素的正极粉中，增加了酸碱消耗，成本高，排 出石墨存在判为危化品的风险。近来提出通过前端的物理分选方法得到分开的 正极粉和负极料，再分别对正、负极粉采用不同工艺流程的湿法冶金方法，提 取有价金属元素。但此物理分选方法存在很多问题，主要是正、负极粉回收率 低，品位低，由于分选技术不过关原因，正、负极粉相互掺杂，正极粉回收率低；其次是正、负极粉中掺入铝、铜金属杂质过高，给后续的湿法冶金过程分 离造成相当大的麻烦，除杂工艺复杂，酸碱用量大。有些回收方法不用热处理 处置电解液，破碎旧锂电池后直接进入湿法分离，溢出有害电解液对回收现场 造成环境污染。如中国发明202110279054.6，将锂电池放电处理后，经破碎后， 直接加入一分离装置分离，再将分离得到的正、负极片加热干燥后，通过色选 机，分选出正极片和负极片。此方法中的破碎物料未经热解处置，旧锂电池中 的电解液全部进入水中，造成现场环境污染。而最后工序，采用锤式破碎机不 断撞击正、负极片来分离极粉和集流体的方法，由于正极物料未经高温热解，正极片中粘接剂结构完整，粘接强度高，通过撞击分离极粉难度较大，耗费较 长时间的撞击可能造成铝箔、铜箔表面损伤粉碎，造成正极粉中掺入过多的金 属杂质，为后续的湿法冶金过程增加了处理杂质成本。

据以上分析，有必要提供一种正负极粉分选方法，改进上述存在的不足。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选 方法，通过一次性破碎、低温热处理、水动力分选、色选，高温热解，湿法或 干法剥离实现废旧锂电池中的正、负极粉的分离，正极粉回收率高，极粉中掺 杂铝杂质极少，并避免了电解液和含氟粘接剂对回收过程环境的污染。此方法 工艺比较简单，成本相对较低，可实现工业化规模生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法，包括如下步骤：