[发明专利]一种报废正极片脱附回收正极材料的方法及应用

说明书

本发明公开了一种报废正极片脱附回收正极材料的方法及应用，该方法包括下步骤：(1)将报废正极片置于反应容器中，在密闭条件下向所述反应容器中充入引发剂进行处理；(2)在密闭条件下向所述反应容器中充入氯气进行处理；(3)将步骤(2)处理后的所述报废正极片置于有机溶剂中浸泡后，筛分，得到铝箔和浆料；(4)将步骤(3)得到的所述浆料进行压滤，得到滤液和滤渣，将所述滤渣烘干后热解，得到正极材料。该方法能有效提高正极材料与铝箔的分离效果。

技术领域

本发明属于电池回收技术领域，特别涉及一种报废正极片脱附回收正极材料的方法及应用。

背景技术

正极片由活性物质粉末、黏结剂以及导电剂涂覆在集流体铝箔上制成，正极活性物质粉末主要有LiCoO₂，LiNiO₂，LiMnO₂，LiFePO₄以及LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂等。在锂离子电池的制备过程中，往往会产生大量质量不合格的报废正极片或电池，在电极裁剪过程中也会产生相当数量的下脚料。如果不对这些报废正极片进行回收而直接废弃，不仅会产生难以处理的废弃物而污染环境，而且不利于企业降低生产成本。

目前，针对报废正极片的处理通常需要一定的技术手段使活性物质粉末从集流体上脱附分离。分离活性材料与集流体主要从三个方面入手：①根据金属铝可以溶解在碱性溶液中的特性，将正极片浸泡在碱性溶液中可以达到正极粉末与集流体分离的目的，该方法具有能耗低、操作性强等优势，但集流体铝箔以离子的形式进入溶液中，需要进一步进行回收处理。此外，该过程需要大量的碱溶液，为防止碱液产生二次污染，需要进行中和处理，这样将需要额外的成本开销，为避免引入的碱液对粉料产生污染，在过滤过程中，要对脱附活性物质进行充分冲洗或酸中和；②于空气中直接加热到特定温度可以使黏结剂失活以达到分离集流体铝箔的目的，然而，热解过程中，正极活性物质具有很高的活性，极易氧化铝箔，且常规热解的温度在500℃以上，极易出现温度失衡，引发铝热反应，导致瞬间温度极具上升，烧穿热解炉，带来较大的安全风险；③采用有机溶剂溶解粘结剂聚偏二氟乙烯，使集流体金属箔可以固体的形式得到回收，然而，溶解性较好的有机溶剂如N-甲基吡咯烷酮，通常价格昂贵，且脱除效率较低，正极材料与铝箔的分离效果差，溶解有聚偏二氟乙烯的有机溶剂多为极性较高的高沸点溶剂，其难以回收或回收率较低，难以大规模工业化应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种报废正极片脱附回收正极材料的方法及应用，该方法能有效提高正极材料与铝箔的分离效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种报废正极片脱附回收正极材料的方法，包括下步骤：

(1)将报废正极片置于反应容器中，在密闭条件下向所述反应容器中充入引发剂进行处理；

(2)在密闭条件下向所述反应容器中充入氯气进行处理；

(3)将步骤(2)处理后的所述报废正极片置于有机溶剂中浸泡后，筛分，得到铝箔和浆料；

(4)将步骤(3)得到的所述浆料进行压滤，得到滤液和滤渣，将所述滤渣烘干后热解，得到正极材料。

优选的，步骤(1)中，所述引发剂为二氧化氯气体。

优选的，步骤(1)中，所述反应容器为反应釜，将报废正极片置于所述反应釜中后，所述反应釜的填充率为3％-20％。

进一步优选的，步骤(1)中，所述反应容器为反应釜，将报废正极片置于所述反应釜中后，所述反应釜的填充率为5％-15％。