[发明专利]锂电池电极材料分解回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，尤其涉及磷酸铁锂离子电池正极材料的回收利用。

背景技术

随着锂电池的广泛应用，对废旧锂电池电极材料的回收将成为重要的技术问题。现有技术中，锂电池电极材料一般都是以金属薄膜为基底，以高分子为粘合剂，将电极材料镀层粘合在一起。将废旧电池电极的各部分材料分别加以回收，可以增加其循环利用率。目前，受关注的大都是锂电池的贵金属的回收利用，对于磷酸铁锂的回收以及电极各部分材料分别回收的研究比较少。

申请号为200710076890.4的专利，公开了一种磷酸铁锂电池正极废片的综合回收方法。是将收集到的正极材料废片机械破碎成碎片；将碎片置于由真空气氛、惰性气体和/或还原性气体和/或氮气保护下的烧结炉中，在150-750℃的温度下处理；处理后的碎片用机械分离或超声波震荡方法，将铝箔基体从碎片中分离，得到磷酸铁锂正极材料、导电剂和粘结剂残余物的混合物；将磷酸铁锂正极材料、导电剂和粘结剂残余物的混合物，在80-150℃温度下烘烤8-24小时；烘烤后将混合物磨粉后分级，粉料的粒径不大于20μm，D50控制在3-10μm，即得磷酸铁锂正极回收料。

专利号为200710129898.2的专利，公开了一种锂离子电池废料中磷酸铁锂正极材料的回收方法，是将废旧磷酸铁锂正极材料在惰性气体的气氛下，在450-600℃下烘烤2-5小时，将所得粉末产物加入可溶性铁盐的乙醇溶液中混合，干燥，然后在惰性气体的气氛下在300-500℃下焙烧2-5小时，回收得到磷酸铁锂正极材料。

上述回收方法的不足是；不能够充分的回收利用电极的各部分材料，通常用机械的方法不能够将不同用途的材料加以分离回收。

发明内容

本发明的目的是提供一种以化学溶剂分离方法代替传统的机械分离方法，使分离更彻底更节能。

本发明的的技术方案是：锂电池电极材料分解回收方法，包括将待处理的电极材料机械破碎成碎片，其特征在于所述锂电池电极材料分解回收方法还包括以下步骤：

1)将待处理的电极材料碎片加入到有机溶剂中，其中有机溶剂是N-甲基吡咯唍酮、N，N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜中的中的一种或是两种的混合物或者是三种混合物；

2)将步骤1)制得的加入待处理电极材料碎片的有机溶剂，在100℃水浴中加热1--5小时，加热的同时搅拌，搅拌速度为30---100转/每分钟，固态物质沉淀；

3)将步骤2)的含有固态物质的有机溶剂用直径为1mm的筛网筛分为金属片和镀层粉末材料，筛上的金属片直接回收，筛下的为含有镀层粉末材料的有机溶剂；

4)含有镀层粉末材料的有机溶剂经过滤后得到电极材料和导电材料的混合物。

本发明所述的锂电池电极材料分解回收方法，其特征在于所述有机溶剂是N-甲基吡咯唍酮、N，N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜中的中的一种或是两种的混合物或者是三种混合物，其中两种的混合物为：N-甲基吡咯唍酮和N，N-二甲基甲酰胺的混合物，N-甲基吡咯唍酮和N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1∶1-1∶5；N-甲基吡咯唍酮和二甲亚砜的混合物，N-甲基吡咯唍酮和二甲亚砜的质量比为1∶1-1∶5；N，N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜的混合物，N，N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜的质量比为1∶1-1∶5；N-甲基吡咯唍酮、N，N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜三种的混合物，N-甲基吡咯唍酮、N，N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜的质量比为1∶1∶1-1∶5∶5。

用本发明的方法制得的混合物，经X-射线衍射检测，其主要成分为电极材料和导电材料。

本发明的有益效果是：所用溶剂价格便宜并且可以循环利用；使电极基底与镀层材料有效的分离。

附图说明

本发明有附图1幅，是用本发明方法回收的电极材料和导电材料混合物粉末的X-射线衍射图。

具体实施方式

实施例1

称取待处理的电极材料4.203克，用机械方法将其破碎成碎片，将碎片加入到____10ml二甲亚砜有机溶剂中，将加入碎片的二甲亚砜有机溶剂置于100℃水浴中加热，加热2小时，加热同时搅拌，搅拌速度为40转/每分钟；将得到的产物筛分为金属片和含镀层粉末材料的溶剂；回收的金属片为1.141克；含镀层粉末材料的溶剂经过滤后压滤成饼状，回收的镀层粉末材料为2.552克。其主要成分为电极材料和导电材料。

回收的电极材料和导电材料混合物粉末经X射线能谱仪(EDX)分析，结果如图1，其中杂质含量小于1％，主要成分为电极材料和导电材料。

实施例2