[发明专利]一种锂电池回收预处理方法

说明书

本发明公开了一种锂电池回收预处理方法，包括以下步骤：步骤一、将锂电池进行拆解处理得到正极片、负极片、隔离膜、电池壳及盖板；步骤二、将所述正极片进行初研磨，选出正极材料及导电剂；步骤三、将正极材料进行热处理；步骤四、将热处理后的正极材料和活性添加剂按比例混合后进行机械磨细，以对正极材料进行活化；步骤五、将所述负极片进行初研磨后投入摇床中进行分离处理选出金属箔材及敷料；本发明的处理方法能够有效分离锂电池各部分结构，得到较为单一的电极材料，其中含高价值金属的正极材料通过球磨机配合活性添加剂在机械活化的同时进行化学活化，协同反应，能够使后续的浸出反应具有高反应速率、高选择性等优点，值得大力推广。

技术领域

本发明涉及锂电池回收技术领域，具体是一种应用于废旧锂电池湿法回收生产线的锂电池回收预处理方法。

背景技术

能源和环境是21世纪人类所需要面临的两个重大的问题，新能源的开发和资源综合回收利用是人类可持续发展的基础和方向。近年来，锂离子电池由于质量轻、体积小、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽、可快速充放电、使用寿命长、环保等优势而得到了广泛的应用。最早Whittingham利用Li-TiS体系制成首个锂电池，到1990年实现商业化，至今已发展40余年，取得了很大的进步。据统计，2017年1~10月中国锂离子电池累计产量为89.9亿只，累计增长率达34.6%。国际上，锂离子电池在航天电源领域的应用已进入工程化应用阶段，全球一些公司和军事部门对锂离子电池应用于航天进行了研发，如美国的“国家航空和航天管理局”（NASA）、Eagle-Picher电池公司、法国的SAFT公司、日本的JAXA公司等。

随着锂离子电池的广泛应用，造成了废旧电池的数量越来越多。预期在2020年前后，我国仅纯电动（含插电式）乘用车和混合动力乘用车动力电池的累计报废量在12~17万t。锂电池虽被称为“绿色电池”，不含有Hg、Pb等有害元素，但其正极材料、电解质溶液等会对环境造成很大的污染，同时造成资源的浪费。因此，综述国内外废旧锂电池回收处理的工艺现状，并在此基础上总结废旧锂离子电池回收工艺的发展方向，具有十分重要的现实意义。

锂离子电池的主要成分

锂离子电池主要成分包含外壳、电解液、阳极材料、阴极材料、胶黏剂、铜箔和铝箔等。其中，Co、Li、Ni质量分数分别为5%~15%、2%~7%、0.5%~2%，还有Al、Cu、Fe等金属元素；从主要成分价值占比来看，阳极材料和阴极材料约占33%和10%，电解液和隔膜分别约占12%和30%。废旧锂离子电池中主要回收的金属是Co和Li，主要集中在阳极材料上的钴锂膜上。尤其是我国钴资源相对贫乏，开发利用较为困难，而在锂离子电池中钴的质量分数约占15%，是伴生钴矿的850倍左右。目前，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池应用较为广泛，其中含有钴酸锂、六氟磷酸锂、有机碳酸酯、碳素材料、铜、铝等化学物质。

废旧锂离子电池回收工艺

采用湿法工艺处理废旧锂离子电池是目前研究较多且较为成熟的工艺，主要经历3个阶段：1）将回收的废旧锂离子电池进行彻底放电、简单的拆分破碎等预处理，筛分后获得主要电极材料或破碎后经焙烧除去有机物后得到电极材料；2）将预处理后得到的电极材料溶解浸出，使各种金属及其化合物以离子的形式进到浸出液中；3）浸出液中有价金属的分离与回收，这一阶段是废旧锂电池处理过程的关键，也是多年来研究者们研究的重点与难点。目前，分离回收的方法主要有溶剂萃取法、沉淀法、电解法、离子交换法、盐析法等。

1、预处理

1.1、预放电