废旧镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法技术

本发明专利技术公开了一种镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法，步骤是：(1)、先进行废旧镍氢动力电池的物理结构和化学成分分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；(2)、将旧镍氢动力电池经拆解、正负极板分离、负极板破碎后筛分，实现集流体与活性物质的分离；(3)、分离后的负极活性物质含有电池电解液中的KOH以及有机粘结剂，KOH可溶于水，采用水洗法从活性物质中将KOH去除；(4)、干燥后的活性物质含有0.7％的粘结剂，采用保护气氛下在280‑350度的温度下焙烧碳化去除；本发明专利技术通过拆分、正负极分离、水洗、焙烧等方法研究废旧镍氢动力电池中有价金属回收处理的工艺，负极活性物质中的组分不必分离，从而实现资源的综合利用。

【技术实现步骤摘要】
废旧镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法
本专利技术涉及的是有价金属的循环利用方法
，具体的说是一种废旧镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法。
技术介绍
废旧镍氢电池的回收具有极大的资源回收意义，也具有重要的环境保护意义，资源化回收体现了循环经济和可持续发展的理念。从材料角度看，这些负极材料只是暂时失去了使用价值，其基本特征并未发生变化。废旧镍氢电池含有镍、钴、稀土等稀有金属，是丰富的“二次资源”。随着环境污染与石油危机的日趋严重，高比能量型电池越来越受青睐，随着电动汽车的不断研发，镍氢电池作为本世纪能源领域重大产业之一以体积比能量高、电池成本低、功率特性高的优势已经在电动汽车领域找到了新的市场。因此大型废旧镍氢电池材料的回收对环境保护以及材料回收都具有重要意义，且研究开发废旧镍氢电池材料的再生利用技术，对于金属资源的有效利用具有重要经济价值。每吨废镍氢电池可回收得到37.5kg纯度为80％的稀土金属，非常接近于氟碳铈矿的组成[1]。对废旧镍氢电池处理技术在很大程度上是继承或借鉴了镉-镍电池的处理方法，镍氢电池的负极材料比镉-镍电池的负极成分复杂，如含有Ni、Co、RE、Mn、Fe等。目前废旧镍氢电池再生处理技术总的来说分为火法和湿法两种，火法回收一般需采用能产生较高温度的电炉进行冶炼，镍氢电池废料高温下热解的产品主要是镍铁合金，只可作为生产某些合金的原料，其经济价值较低。此外，由于不能有效回收炉渣中的高价稀土，资源浪费极为严重。火法耗能高、污染大。湿法处理技术主要是联用酸浸和有机溶剂萃取进行处理。酸浸使电极材料中的金属元素溶解而转移到溶液中，控制适当的条件可使目标金属离子的浸出率接近100％，然后萃取回收相应金属相。湿法技术的优点是不需要很高的温度，能耗低，处理效率和回收产品纯度均较高，同时也避免产生有害气体。传统湿法冶金工艺比较成熟且效率较高，但存在流程长、操作复杂、萃取后的残液极易造成二次污染等重大缺陷。另外，为了提高镍氢电池的容量，各镍氢电池生厂家纷纷改进其电极材料配方，不同厂家所生产的镍氢电池在组成上也各不相同，这给废旧镍氢电池的回收处理带来了一定难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种废旧镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法，其步骤是：1、先进行废旧镍氢动力电池的物理结构和化学成分分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；2、将旧镍氢动力电池经拆解、正负极板分离、负极板破碎后筛分，实现集流体与活性物质的分离；3、分离后的负极活性物质含有电池电解液中的KOH以及有机粘结剂，KOH可溶于水，采用水洗法从活性物质中将KOH去除；4、干燥后的活性物质含有大约0.7％的粘结剂，采用保护气氛下在280-350度的温度下焙烧碳化去除。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过拆分、正负极分离、水洗、焙烧等方法研究废旧镍氢动力电池中有价金属回收处理的工艺，负极活性物质中的有价金属组分不必分离，从而实现资源的综合利用。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例：一种镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法，其步骤是：1、先进行废旧镍氢动力电池的物理结构和化学成分分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；2、将旧镍氢动力电池经拆解、正负极板分离、负极板破碎后筛分，实现集流体与活性物质的分离；3、分离后的负极活性物质含有电池电解液中的KOH以及有机粘结剂，KOH可溶于水，采用水洗法从活性物质中将KOH去除。4、干燥后的活性物质含有大约0.7％的粘结剂，采用保护气氛下在280-350度的温度下焙烧碳化去除。本具体实施方式是一种采用以废旧镍氢动力电池为研究对象，对废旧镍氢动力电池的物理结构和化学成分进行分析，开展简便易操作的回收废旧镍氢动力电池中有价金属的工艺研究，旨在开发高效、经济、环境友好的废旧镍氢动力电池中有价金属回收处理技术。研究分四步进行：1、将废旧镍氢动力电池经拆解、正负极板分离、负极板破碎后筛分，实现集流体与活性物质的分离；2、对活性物质化学成分分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；3、采用水洗法从活性物质中将KOH去除；4、采用保护气氛下在280-350度的温度下焙烧碳化将有机粘结剂去除，实现“减量化、再利用、资源化”的工艺过程，最终使得废旧负极板中有价金属不经分离循环再利用到新的电极材料中。本具体实施方式的优点：在前人研究的基础上，开展废旧镍氢动力电池中有价金属回收的研究，开发高效、经济、环境友好的回收处理技术。从“减量化、再利用、资源化”的原则出发，研究废旧镍氢动力电池负极板中所有有价金属的回收，达到保护环境、充分利用废弃资源的目的；废旧镍氢动力电池正负极材料分开处理，首先进行基体与活性物质分离，然后再作深度处理，实现电极活性物质与镍基体的分离，简化镍氢动力电池回收的流程，提高回收质量。从废旧镍氢动力电池资源化研究来看，已有的回收处理方法往往注重少数单一组分的回收，缺乏对废旧镍氢动力电池进行有价组分综合回收的考虑。本专利技术通过拆分、正负极分离、水洗、焙烧等方法研究废旧镍氢动力电池中有价金属回收处理的工艺，负极活性物质中的组分不必分离，从而实现资源的综合利用。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法，其特征在于：步骤是：(1)、先进行废旧镍氢动力电池的物理结构和化学成分分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；(2)、将旧镍氢动力电池经拆解、正负极板分离、负极板破碎后筛分，实现集流体与活性物质的分离；(3)、分离后的负极活性物质含有电池电解液中的KOH以及有机粘结剂，KOH可溶于水，采用水洗法从活性物质中将KOH去除；(4)、干燥后的活性物质含有大约0.7％的粘结剂，采用保护气氛下在280‑350度的温度下焙烧碳化去除。

【技术特征摘要】
1.镍氢动力电池负极板中有价金属的循环利用方法，其特征在于：步骤是：(1)、先进行废旧镍氢动力电池的物理结构和化学成分分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；(2)、将旧镍氢动力电池经拆解、正负极板分离、负极板破碎后筛分，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽鹏，穆洁尘，于作洋，张宇飞，陈金，王捷，李德刚，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37