[发明专利]一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法。该方法包括以下步骤：(1)将废旧锂电池放电后拆解，取出其中的正极片清洗干净；(2)将清洗后的正极片放入高浓度的强碱溶液中充分浸泡，使铝箔与正极活性材料基本分离；(3)增加机械搅拌或水流冲洗作用促进正极活性材料与铝箔集流体完全分离，正极活性材料沉入溶液底部，铝箔集流体浮在溶液上部；(4)采用大筛孔筛网过滤浮在溶液上部的铝箔用清水冲洗后收集铝箔，反应后的溶液收集得到正极活性材料，碱液循环回用。本发明的方法能够实现正极活性材料与铝箔的快速分离，在简化分离工艺的同时也降低了整个回收的成本。

技术领域

本发明涉及一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，属于电池回收利用技术领域。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、寿命长、自放电率低、无记忆效应、循环性能好、使用温度范围广等优点，被广泛应用于手机、移动电源、笔记本等便携式电子设备当中。特别是近年来，锂离子电池应用于动力电池领域的强劲需求，使锂离子电池的生产和消费都达到了空前绝后的规模。

锂离子电池的大量生产和消费导致市场每年会退役或报废大量的锂离子电池。随着未来对保护环境和清洁能源的迫切需求，具有清洁无污染优点的锂离子电池生产和消费必定持续高增长，锂离子电池报废量也将持续增大。锂离子电池中含有大量的有价金属及有机物，若不加以回收利用会造成严重的环境污染以及资源浪费。出于环保和资源再利用方面的考虑，对废旧锂离子电池进行回收利用显得尤为重要

废旧锂离子电池回收的主要环节是正极活性材料中有价金属的回收，而有价金属的回收之前要实现其与铝箔集流体的分离。正极活性材料与铝箔集流体的分离方法主要有强碱溶解集流体、破坏铝箔与正极活性材料的接触界面、有机溶剂溶解法等。其中，强碱溶解集流体是采用铝箔溶于强碱，而正极活性材料不溶于碱，实现两者的分离。该方法操作相对容易但消耗大量的强碱，铝箔溶于碱液中回收困难且回收成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，以简化分离工艺，并降低回收成本。

发明人在强碱溶解集流体的实践中发现，高浓度的强碱溶液在溶解铝箔集流体的过程中能短时间内产生大量氢气小气泡促进铝箔与正极活性材料的快速分离；正极活性材料与铝箔集流体分离后，利用正极活性材料沉在溶液底部，铝箔在气泡作用下上浮的可浮性的差异，可以实现两者的分离回收。

基于此完成本发明，本发明采用以下技术方案：

一种废旧锂电池正极活性材料与集流体的分离方法，包括以下步骤：

(1)将废旧锂电池放电后拆解，取出其中的正极片，并将正极片清洗干净；

(2)将清洗后的正极片放入高浓度的强碱溶液中充分浸泡，铝箔集流体表面与高浓度强碱快速反应产生大量氢气小气泡，在破坏铝箔集流体与正极活性材料的界面加上氢气小气泡的吹动使铝箔与正极活性材料基本分离；

(3)增加机械搅拌或水流冲洗作用促进正极活性材料与铝箔集流体完全分离，正极活性材料沉入溶液底部，铝箔集流体在氢气小气泡的带动下浮在溶液上部；

(4)采用大筛孔筛网过滤浮在溶液上部的铝箔用清水冲洗后收集铝箔，反应后的溶液收集得到正极活性材料，碱液循环回用。

根据本发明的方法，铝箔集流体表面最先与高浓度强碱生成大量氢气气泡，气泡的吹动促进正极活性材料与铝箔集流体短时间内快速分离；正极活性材料与铝箔集流体分离后，利用正极活性材料沉在溶液底部，铝箔在气泡作用下上浮的可浮性的差异，实现两者的分离回收。

在本发明中，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾等可以使铝箔快速溶解的强碱。