[发明专利]一种废旧锂离子电池全组分回收方法有效

专利信息
申请号: 202011354695.5 申请日: 2020-11-26
公开(公告)号: CN112510281B 公开(公告)日: 2022-04-01
发明(设计)人: 李会泉;邢鹏;陶忍;吴玉锋;李少鹏 申请(专利权)人: 中国科学院过程工程研究所
主分类号: H01M10/54 分类号: H01M10/54;C22B26/12;C22B7/00;C22B47/00;C22B23/00;C10G1/00
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 巩克栋
地址: 100190 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 废旧 锂离子电池 组分 回收 方法
【权利要求书】:

1.一种废旧锂离子电池全组分回收的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

(1)将废旧锂离子电池放电处理,除去外壳后破碎;

(2)将步骤(1)破碎所得全部物料在保护性气体的保护下热处理,得到热处理固体产物和可燃油气;

(3)将步骤(2)所述热处理固体产物分散,筛分得到集流体粗料和电极细料;

(4)将步骤(3)所述电极细料水浸提锂,得到锂浸出液和提锂渣;

(5)将步骤(4)所述提锂渣进行酸浸,得到金属浸出液和负极活性物质;

其中,步骤(2)所述保护性气体选自氮气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的至少一种,步骤(2)所述热处理过程中无任何外加试剂,所述热处理过程中发生自还原反应,正极活性物质被还原。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述废旧锂离子电池中的正极活性物质包括镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤(1)所述废旧锂离子电池中的负极活性物质包括石墨。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)破碎至产物粒径小于20mm。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述保护性气体的流速为10~100mL/min。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述热处理的温度为300~700℃。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述热处理的温度为400~700℃。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述热处理的时间为0.5~3h。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)所述集流体粗料包括正极集流碎片和负极集流碎片,所述电极细料包括正极细料和负极细料。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述正极集流碎片为铝箔碎片,负极集流碎片为铜箔碎片。

11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(5)酸浸过程中无任何外加试剂。

12.根据权利要求1-11任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

(1)将废旧锂离子电池放电处理,除去外壳后破碎;

其中,废旧锂离子电池包括由正极片、负极片和隔膜卷绕成的电芯、电解液和外壳,隔膜位于正极片和负极片之间;正极片包括铝箔和位于铝箔上的正极材料层,正极材料层由包含正极活性物质、粘结剂和导电剂的浆料涂布于铝箔上经干燥而成;负极片包括铜箔和位于铜箔上的负极材料层,负极材料层由包含负极活性物质、粘结剂和导电剂的浆料经涂布于铜箔上经干燥而成;

所述正极活性物质包括镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的至少一种,所述负极活性物质包括石墨;

(2)将步骤(1)破碎得到的全部物料在保护性气体的保护下进行热处理,得到固体产物及可燃油气;

(3)将步骤(2)得到的热处理固体产物分散,筛分得到铜片粗料、铝片粗料及正极细料、石墨细料;

(4)将步骤(3)所得细料水浸后提锂,得到锂浸出液及提锂渣;

(5)将步骤(4)所述提锂渣进行酸浸,得到镍钴锰浸出液和石墨。

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