[发明专利]一种锂离子电池负极片的分离回收方法

说明书

本发明提出了一种锂离子电池负极片的分离回收方法，包括：将锂离子电池负极片加入水中，超声震荡处理至碳负极材料从铜箔集流体上剥离，得到铜箔和含碳负极材料的悬浮液；将含碳负极材料的悬浮液固液分离后，加热烘烤，得到碳负极材料。本发明提出的一种锂离子电池负极片的分离回收方法，该方法不仅可以有效实现铜箔与碳负极材料的分离和回收，而且具有高效环保、成本低、工序简单的优点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池回收技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极片的分离回收方法。

背景技术

目前废旧锂离子电池回收方面的研究热点多聚焦于锂离子电池正极有价金属(钴、锂等)的回收。锂离子电池负极主要包含大量的铜及高达97％的石墨，具有潜在的回收价值。目前，锂离子电池负极材料的回收工艺可分为机械破碎法、热处理法和溶剂溶解法。

机械破碎法主要是采用破碎分选的方法进行拆解，其工艺流程依次为放电、高温热解、机械破碎、粒径分选、密度分选等。这种方法在拆解前都需要进行放电，粉碎前由于放电带有一定量的水分，还需要烘干，才能粉碎，烘干时还有发生铝热反应的可能，一但发生铝热反应，就有火灾危险；即便是粉碎后，也还存在拆解后各组成部分的分离及各个因素的收得率问题；粉碎后的物料太粗或太细，都有各组分分离不彻底的问题：机械筛分不能充分分开同一粒度的各个组分，存在铝中含铜，铜中含铝和正负极材料混在铜和铝中，使得各组分的收得率降低，也影响各组分的质量。

机械破碎法虽然可以实现废旧锂离子电池不同组分之间的分离，但由于电池组件复杂，在机械处理过程中相互干扰，分离效果较差。此外，为提高电极活性物质粉末的回收率,必须通过多次破碎降低粒径的方式实现,从而增大分选难度。

由于锂离子电池铜箔集流体与碳负极材料间存在粘合剂，热处理法是将废旧锂离子电池负极置于一定高温区间使粘合剂挥发或分解，使铜箔集流体与碳负极材料得以分离。

热处理法虽然可高效地去除粘合剂，分离铜箔集流体与与碳负极材料，但这种方法能耗高，且在高温条件下有机粘合剂易分解生成有害气体，如不采取合理的处理会产生二次污染。

溶剂溶解法是将破碎后的负极物料与相应的有机溶剂混合，通过有机溶剂与粘合剂之间的相互作用，减弱碳负极材料与铜箔集流体之间的黏结力，使碳负极材料从铜箔上脱落分离。杨生龙等将锂离子电池负极材料浸泡于乙醇中，2h后石墨与铜箔自然分离,但铜箔上仍有部分残余石墨(杨生龙等.废旧锂离子电池负极片的硫酸浸出回收研究，电源技术，2020，44:364-366)。Contestabile等将负极片放入100℃的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中处理1h，使碳负极材料与铜箔结合力变弱，碳负极材料与铜箔得以分离，碳负极材料被NMP溶解回收，铜箔可再次利用(CONTESTABILE M，Alaboratory-scale lithium-ion batteryrecycling process，Journal of Power Sources，2001，92:65-69)。

溶剂溶解法虽然在不破坏材料的前提下可实现碳负极材料与铜箔的分离，但也存在一定的不足，如溶剂成本较高，部分有机溶剂毒性较强，无害化处置难度大，易危害人体健康和自然环境。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池负极片的分离回收方法，该方法不仅可以有效实现铜箔与碳负极材料的分离和回收，而且具有高效环保、成本低、工序简单的优点。

本发明提出的一种锂离子电池负极片的分离回收方法，包括：

将锂离子电池负极片加入水中，超声震荡处理至碳负极材料从铜箔集流体上剥离，得到铜箔和含碳负极材料的悬浮液；

将含碳负极材料的悬浮液固液分离后，加热烘烤，得到碳负极材料。