[发明专利]报废锂离子电池正极片上钴酸锂与铝箔的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及报废锂离子电池的回收利用技术。

背景技术

锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度大、工作电压高、循环寿命长和无记忆效应等一系列优点，已被广泛应用于摄像机、移动电话、笔记本电脑、照相机、便携式测量仪器、充电宝等，此外，它也是未来电动汽车、储能电站可选择的高能动力电源。锂离子电池使用寿命到了期限后，其后续的合理处理是一个需解决的重要问题。

目前，报废锂离子电池经拆解后获得的正极片，在进一步处理前一般需要将正极片上的活性物质钴酸锂与基体材料铝箔进行分离。第一个中国专利（CN200710176508）报道了将废旧锂离子电池拆解或破碎后，利用机械力或化学力把钴酸锂粉从铝片上剥落下来的方法。第二个中国专利（CN200710057624）报道了将拆解的正极片剪成小块，放入极性的有机溶剂中浸泡，加热并搅拌下溶解一定时间后，静置，使钴酸锂与基体材料铝箔分离的方法。第三个中国专利（CN201310305701）报道了采用高温处理使报废正极极片上的正极材料与铝箔彻底分离的方法。第四个中国专利（CN201210251559）报道了将废旧锂离子电池正极材料切割至一定尺寸，置入高温反应器中用过热水蒸气处理，然后在氮气保护下冷却至室温左右，经机械粉碎后振动筛分，电选分离单质铝，最后在含氧气氛中焙烧去除导电碳材料，得到正极活性组分的方法。第五个中国专利（CN201110357947）报道了将废正极极片放入N，N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮的混合溶液中，进行加热处理，再经过超声振荡使铝箔与正极的活性物质钴酸锂、导电剂和粘结剂剥离的方法；

目前已经报道的报废锂离子电池正极片上钴酸锂与铝箔的分离方法，仍然存在分离成本高以及分离过程由于在水性溶剂中引入了有机溶剂而造成水污染的缺点。

发明内容

为本发明的目的是解决目前报废锂离子电池正极片上钴酸锂与铝箔分离技术中存在的分离成本高以及分离过程水性溶剂中引入了有机溶剂造成水污染的问题。

本发明是报废锂离子电池正极片上钴酸锂与铝箔的分离方法，包括以下步骤：

（1）将收集来的报废锂离子电池在室温下放置于0.1~1.0mol/L的氢氧化钠水溶液中进行1~3h的放电处理；放电处理后，将报废的锂离子电池进行手工拆解，获得正极片；将锂离子电池制造过程产生的正极边角料、正极残片收集，获得正极片；

（2）将步骤（1）中获得的正极片按正极片的质量与陶瓷坩埚的容积的比g/ml为1:7~1:20的比例，将正极片装入陶瓷坩埚中，然后置于箱式电阻炉，从室温开始以4~7℃/min的升温速率使炉温升到500~600℃保温0.5~1h，然后使箱式电阻炉断电，自然冷却到室温；

（3）取出步骤（2）中经过焙烧的正极片，按照正极片的质量与水的体积的比例g/ml为1:30~1:60的比例，将正极片放入装有水的容器中并用电动搅拌器搅拌5~30min，搅拌过程中水的温度为15~50℃，搅拌速度为10~200r/min；

（4）停止搅拌后，将容器里的混合物用10~20目的筛网进行筛分，筛上物为铝箔，筛下物为含有正极活性物质的溶液；

（5）将步骤（4）中筛上物铝箔用水清洗1~3次，经自然干燥获得铝箔；

（6）将步骤（4）得到的筛下物进行抽滤，滤上物用水清洗1~3次，再经自然干燥后，按滤上物的质量与陶瓷坩埚的容积的比例g/ml为1:5~1:20的比例，将滤上物装入陶瓷坩埚中，然后置于箱式电阻炉，从室温开始以5~10℃/min的升温速率使炉温升到600~700℃，保温0.5~3h后使箱式电阻炉断电，自然冷却到室温，取出坩埚中的物质，获得钴酸锂。

本发明与现有技术比较具有易操作、对分离设备要求低、钴酸锂与铝箔分离效率高且成本低、分离过程中不产生二次污染的优点。

具体实施方式

本发明是报废锂离子电池正极片上钴酸锂与铝箔的分离方法，包括以下步骤：

（1）将收集来的报废锂离子电池在室温下放置于0.1~1.0mol/L的氢氧化钠水溶液中进行1~3h的放电处理；放电处理后，将报废的锂离子电池进行手工拆解，获得正极片；将锂离子电池制造过程产生的正极边角料、正极残片收集，获得正极片；