[发明专利]一种废旧钛酸锂负极片的回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧钛酸锂负极片的回收方法，包括：在保护气体下，将含电解液的废旧钛酸锂负极片煅烧得到钛酸锂负极片；将钛酸锂负极片或不含电解液的废旧钛酸锂负极片超声震荡，使钛酸锂粉料从铝箔中脱落；在钛酸锂粉料中加入浓硫酸搅拌后密封放置，加水后加热搅拌，过滤得浸出液；调节浸出液pH值后进行多级萃取得含有钛和锂离子的水相；将含有钛和锂离子的水相浓缩，水解后沉淀得偏钛酸和硫酸锂溶液；将硫酸锂溶液蒸发结晶得硫酸锂。本发明提出的废旧钛酸锂负极片的回收方法，其能分离、提纯废旧钛酸锂负极片中的铝、钛、锂等金属，且流程短、效率高、分离优、操作简单、绿色环保，具有极强的社会价值和可观的经济效益。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池回收技术领域，尤其涉及一种废旧钛酸锂负极片的回收方法。

背景技术

钛酸锂具有尖晶石结构所特有的三维锂离子扩散通道，具有功率特性优异和高低温性能佳等优点。钛酸锂负极锂离子电池在充电时，锂离子从正极中脱出，通过电解质和隔膜，嵌入到负极中；然后放电时，锂离子从负极中脱出，同样通过电解质和隔膜，再嵌入到正极中。如此反复循环，由于锂离子在正、负极中有可以容纳的相对固定的空间和位置，保证了电池充放电反应具有很好的可逆性，从而也在一定程度上保证了电池的循环寿命和安全性能。与常见的磷酸铁锂电池、三元锂电池相比，钛酸锂负极锂离子电池在低温环境下放电效率衰减小、快充效能强(6分钟可充满电)、循环寿命可超过3万次。随着我国新能源汽车市场的扩大以及储能市场的逐渐开发，钛酸锂电池与其他电池一样，有着广泛的应用和急速的增长，而随之而来的就是废旧的钛酸锂电池也会逐年增加。

废旧钛酸锂负极片主要由铝箔、钛酸锂、非活性导电剂(如导电碳等)、添加剂(如锆、锶、银、铜等掺杂金属)、粘合剂(如CMC、PVDF等)、电解液(如LiPF6、EC、EMC、DMC、PC等)等组成。这导致废旧钛酸锂负极片原料主要可分为两种：一种是锂电池生产厂家在生成钛酸锂负极片时，会因为在合浆、涂布、辊压、分切、卷绕、热压、焊接等工段中，由于技术和操作原因，造成的不合格或边角料，经拆解得到的钛酸锂负极片。由于其没有经过注液处理，不存在电解液的影响，所以可以直接对钛酸锂负极片原料进行处理；另一种是已经注液、化成后不满足合格标准而强制报废的或从使用后报废的钛酸锂电池中拆解分离出来的钛酸锂负极片，这种原料由于浸泡在电解液中，需要先对电解液进行收集，再对钛酸锂负极片原料进行回收处理。

近年来，有很多科研工作者对废旧钛酸锂负极材料的回收与再生做了大量的工作。

中国专利申请号：201610665778.3公开了一种回收利用钛酸锂电极片的方法，包括将含有负极活性物质和铝箔极片进行高温焙烧分离，负极活性物质经粉碎、烧成、筛分得到钛酸锂负极材料。中国专利申请号：201710226858.3公开了一种从废旧钛酸锂电池中回收制备钛酸锂负极材料的方法，包括通过将废旧钛酸锂电池放电、拆壳，分理出极片，并加热浸渍，分离出的钛酸锂电池材料浆料烧结除去导电碳素材料，再将其与导电包覆剂、掺杂剂和锂盐材料混匀，煅烧，制备钛酸锂负极材料。这两篇专利在制备钛酸锂负极材料过程中，并未对原料进行必要的除杂处理，在整个工艺操作和进行过程中，不可避免会引入新的杂质，对最终产品-钛酸锂负极材料的各项电性能都会产生较大影响。

中国专利申请号：201611245696.X公开了一种废旧钛酸锂的回收利用方法，包括通过煅烧除去极片中的粘结剂和导电剂，碱浸出得到钛酸锂浸出液，经沉淀剂混合、陈化、过滤最终得到碳酸锂、二氧化钛。此专利采用的过氧根络合法在碱性条件下的浸出，对工艺要求较高，浸出率波动较大，同时对后续钛、锂分离的处理也有较大影响，实现产业化较难。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种废旧钛酸锂负极片的回收方法，其能分离、提纯废旧钛酸锂负极片中的铝、钛、锂等金属，且流程短、效率高、分离优、操作简单、绿色环保，具有极强的社会价值和可观的经济效益。

本发明提出的一种废旧钛酸锂负极片的回收方法，包括以下步骤：