[发明专利]一种废旧锂离子电池全组分回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂离子电池全组分回收方法，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)将所述电极细料水浸提锂，得到锂浸出液和提锂渣；5)将所述提锂渣进行酸浸，得到金属浸出液和石墨。本发明的方法实现了废旧锂离子电池的全组分回收，具有全量化高效利用、环境友好、流程简洁等优点，同时，由于热处理过程发生了自还原反应，正极粉酸浸过程无需添加还原剂，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明属于电子废弃物处理与资源化利用领域，涉及一种废旧锂离子电池全组分回收方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比能量高、容量大、充放电快、循环性能好、重量轻、体积小等优点，是现代高性能电池的代表，自20世纪90年代实现商业化以来，逐步取代其它电池，广泛应用于手机、笔记本电脑、便携式电子设备、电动自行车等领域。近年来，在绿色环保的时代背景下，我国电力储能和新能源汽车行业迅猛发展，带动锂离子电池产能的不断增大。

据统计普通锂离子电池使用寿命一般约为3～5年，其充放电循环周期约500～1000次后，电池性能大幅下降。手机、笔记本电池一般直接作报废处理，动力电池梯次利用后亦作报废处理。废旧锂离子电池日益增多，由此引发的环境问题日益严峻。

锂离子电池内部由正极、电解液、隔膜、负极等主要部分组成，外包金属铝壳，有些表面最外层包有塑料外壳。电池的正极由正极活性物质(钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等)、乙炔黑导电剂、有机粘接剂混匀后涂覆在铝箔集流体上；电池的负极由石墨碳素材料、乙炔黑导电剂、粘接剂混匀后涂覆在铜箔集流体上。各类型的废旧锂离子电池主要含钴、镍、锰、锂、铜、铝、有机物、石墨等材料，是重要的二次资源。

对废旧锂离子电池的处理，国外部分企业采用火法还原熔炼捕集镍钴合金，该方法能耗高、产品用途窄；国内主要对电池物理拆解后进行多级破碎→多级分选→煅烧预处理→破碎→分选获得正极材料后采用湿法还原浸出的方式回收有价金属，工序冗长、电池有机物未得到有效处置且煅烧预处理过程容易造成环境污染。

中国专利CN 101692510B将废锂电池拆解所得的负极材料剪成片状后锤击破碎筛分获得金属铜、碳粉和乙炔黑颗粒；将废锂电池正极剪切成片状在350℃～550℃的滚筒式热解设备中进行处理，使有机粘结剂受热分解，实现电池正极铝箔与钴酸锂和乙炔黑粉料的分离。该方法未涉及隔膜、电解液等组分的回收利用，且在有氧环境下对正极片进行焙烧处理容易产生有害气体。

中国专利CN 111682276A将废旧动力电池经过拆解，得到电芯；将电芯中的隔膜取出备用，再对电芯在真空环境进行无氧热分解，得到电极粉；用提取液提取电极粉中的镍钴锰元素，该方法未涉及电解液的处理，且将隔膜与电芯分开处理，提取过程还需加入氧化剂，试剂成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种废旧锂离子电池全组分回收的方法。可以从锂离子电池中全组分回收无机物(正极粉、铜箔、铝箔、石墨)及有机物(隔膜、粘结剂、电解液)。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种废旧锂离子电池全组分回收的方法，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。