[发明专利]废旧锂离子电池活性材料的循环再生方法及锂离子电池活性材料

说明书

本发明提供了废旧锂离子电池活性材料的循环再生方法及锂离子电池活性材料，所述循环再生方法包括：对废旧锂离子电池极片依次进行水溶解处理和固液分离，得到所述废旧锂离子电池极片中的集流体和电极废料，随后对所述电极废料进行洗涤处理得到活性材料。本发明通过水溶解处理即可实现电池废料和集流体的高效分离，采用洗涤处理进一步提高了电池活性材料的回收率和纯度，使其具备直接再生或修复再生的可能；并且得到的集流体具有良好的金属光泽；本发明有效避免了有机溶剂溶解法、高温焙烧法和碱液溶解法产生废水废气引起二次污染以及成本高等问题，并且适用范围宽广，工艺操作简单，全程绿色无污染，易于工业化推广。

技术领域

本发明属于锂离子电池回收技术领域，尤其涉及废旧锂离子电池活性材料的循环再生方法及锂离子电池活性材料。

背景技术

随着新能源汽车的大力发展，锂离子电池的需求与消耗量也随之倍增，但是锂离子电池的寿命一般在3-5年左右，从而产生了大量废旧锂离子电池。然而，如果将废旧锂离子电池随意丢弃，不仅会造成了大量不可再生过渡金属和锂金属的浪费，还会对环境形成不可逆的污染。因此，对废旧锂离子电池中活性材料进行循环再生利用迫在眉睫。

目前，对锂离子电池回收的主要方法有干法回收和湿法回收。干法回收锂离子电池主要是对锂离子电池进行焚烧，回收有价金属离子，该方法存在二次环境污染、回收率低等问题。湿法回收锂离子电池主要是将废旧锂离子电池进行拆解后分离集流体与活性物质层，常用的方法有有机溶解法、高温焙烧法和碱液溶解法。其中，有机溶解法和碱液溶解法都伴有有毒废气、高酸或高碱性废水的产生，不仅对设备有着较高的要求，废气、废水的处理也较为困难。而高温焙烧伴有含氟废气的产生，对环境有着较为严重的污染。

CN101383441A公开了一种磷酸铁锂电池正极废片的综合回收方法，将正极废片机械破碎成碎片后，在150～750℃的温度下进行热处理；随后采用机械分离或超声波震荡方法将铝箔基体从碎片中分离，得到磷酸铁锂正极材料、导电剂和粘结剂残余物的混合物；将混合物在80～150℃温度下烘烤8～24h后磨粉得磷酸铁锂正极回收料。该方法虽然实现了江集流体和活性材料的分离，但是存在高温焙烧产生含氟废气的缺点。

CN111411233A公开了一种真空蒸铝分离锂离子电池正极材料与集流体的方法，其将烘干粉碎后的正极片放在真空煅烧炉中高温煅烧，通过高温将正极粉料中的粘结剂和少量铝去除。这种方法的缺点：粘结剂通过高温去除，其尾气需要特殊处理，同时正极片中铝含量不能太高，否则能耗太高，不具备回收价值，有一定的限制性，不利于实际工业化推广。

CN108470955A公开了一种锂离子电池正极片的回收利用方法，将报废正极片在250～400℃进行加热处理，然后进行振动筛分，分离得到正极材料和预分离极片；将预分离极片在有机溶剂中进行浸泡处理，分离出正极集流体和正极材料浆液。该方法采用高温处理法和有机溶剂溶解法配合对电极材料进行回收，同时存在有机溶剂有毒，且挥发快，含氟废气需要特殊处理等问题，不宜工业化应用。

因此，开发设计出一种新型废旧锂离子电池活性材料的循环再生方法，能够在常温常压下高效分离集流体和电极活性材料，得到可以直接用于电池制造过程中的高纯度电极活性材料，避免有毒废气废水的产生至关重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供废旧锂离子电池活性材料的循环再生方法及锂离子电池活性材料，通过水溶解处理即可实现电池废料和集流体的高效分离，避免了有机溶剂溶解法、高温焙烧法和碱液溶解法产生废水废气引起二次污染以及成本高等问题。采用洗涤处理进一步提高了回收的电池活性材料的纯度，使其具备直接作为电池制造过程电极活性材料的可能，并且适用范围宽广，工艺操作简单，易于工业化推广。此外，本发明中的水和洗涤剂均可以循环利用，降低回收成本和避免环境污染。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种废旧锂离子电池活性材料的循环再生方法，所述循环再生方法包括：