[发明专利]一种从废旧锂离子电池中回收再利用隔膜材料的方法

说明书

本发明提供了一种从废旧锂离子电池中回收再利用隔膜材料的方法：首先将废旧锂离子电池浸入中性盐溶液进行放电处理，然后通过振动干燥、机械破碎得到锂离子电池混合物料碎片；将混合物料碎片投入三级集流风力分选装置，利用物料的不同比重，采用风力分选的办法将隔膜碎片从其他物料分离收集；将收集得到的隔膜碎片清洗烘干，然后控制温度利用双螺杆挤出机熔融挤为高分子聚合物长条，根据需求切割造粒，成为塑料制品的原料；本发明工艺简单、环保安全，不带来二次污染，且隔膜的回收率高，可以给电池回收行业带来更高的经济效益。

技术领域

本发明属于固体废弃资源回收以及环境保护技术领域，具体涉及一种从废旧锂离子电池中回收再利用隔膜材料的方法。

背景技术

锂离子电池自上世纪九十年代商业化以来，特别随着我们国家大力扶持新能源汽车，锂离子电池的生产和消费量快速增长，目前已成为世界上最大的锂离子电池生产国和消费国。根据锂离子电池的使用周期规律，锂离子电池平均实际使用3-5年后即进入报废周期。前期使用的锂离子电池面临退役或报废，废旧锂离子电池的数量将逐年翻倍增长。因此，废旧锂离子电池的清洁处理及资源的回收利用，已经成为锂离子电池行业可持续发展过程中急需解决的难题。

锂离子电池一般由正极材料、负极材料、电解液及隔膜等组成。电极材料中包涵着镍、钴、锰、锂等战略金属资源和炭材料，电解液一般由六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等对环境有较大影响的含氟溶液或有机电解液组成，因此，对电极材料和电解液清洁回收及再利用已经有了比较充分的研究，处理的工艺也相对完善。而在锂离子电池中起重要作用的隔膜，一般采用多孔的聚丙烯、聚乙烯、偏氟乙烯材料或陶瓷涂层，其含量占比达到20-30％；且在拆解废旧锂离子电池的过程中，电池隔膜可以预先拆解出来，几乎不会被破坏。如不加以回收再利用，这些隔膜材料就成了废弃品，会产生资源浪费且污染环境，因此，清洁回收再利用锂离子电池中的隔膜材料，是很有必要的，也是十分可行的。

目前有关废旧锂离子电池隔膜材料清洁处理资源回收的研究很少，专利CN109273791A公布了一种废旧锂离子动力电池中隔膜的去除方法，采用100-300℃预加热、300-500℃热解两步加热法将隔膜碎料直接分解去除。专利CN110444830A公布了一种废旧锂离子电池负极和隔膜的联合处理方法，先将废旧锂离子电池负极和隔膜破碎，然后在有机溶剂混合水溶液清洗，采用水力分选分离铜箔，再将隔膜在惰性气体氛围下高温碳化为复合碳化物。这两种方法都以高温热解的方法把隔膜去除，一定程度上产生烟尘，同时没有对资源进行有效利用。而专利CN105742743A公布了一种从废旧锂离子电池中回收隔膜材料的方法，主要是用盐酸浸泡、有机溶剂超声清洗，然后在60℃温度下真空烘干，再次用于锂离子电池的隔膜。采用这种方法成本高，且得到的隔膜质量很难达到回用标准，影响锂离子电池的质量。

为了避免前述从废旧锂离子电池回收利用隔膜材料中存在的不足，本发明提供一种废旧锂离子电池隔膜的回收再利用方法，工艺简单、成本低廉、无二次污染、安全环保，有效地解决了回收废旧锂离子电池中的隔膜材料的污染问题，得到的高分子聚合物颗粒可以作为塑料制品的原料，实现固体废弃物的回收再利用。

发明内容

本发明提供了一种将废旧锂离子电池的隔膜回收得到高分子聚合物颗粒的方法，该方法能够简易且高效利用废旧锂离子电池的隔膜材料，同时避免处置过程中产生的烟尘。

本发明的工艺流程为：首先将废旧锂离子电池浸入中性盐溶液进行放电处理，然后通过振动干燥、机械破碎得到锂离子电池混合物料碎片；将混合物料碎片投入三级集流风力分选装置，利用物料的不同比重，采用风力分选的办法将隔膜碎片从其他物料分离收集；将收集得到的隔膜碎片清洗烘干，然后控制温度利用双螺杆挤出机熔融挤为高分子聚合物长条，根据需求切割造粒，成为塑料制品的原料。

本发明的技术方案如下：

一种从废旧锂离子电池中回收再利用隔膜材料的方法，所述方法包括以下步骤：