一种分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法技术

本发明专利技术公开一种分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法，包括以下步骤：将废旧锂离子电池放电完全后拆解，取出正极片，去离子水清洗干净，晾干待用；将正极片置于电解液中浸泡使其充分浸润，以正极片为正极，石墨片为负极，草酸溶液为电解液,通电进行电化学阳极氧化反应，铝箔集流体和正极材料分离；铝箔集流体直接回收利用；脱落下来的正极材料回收。本发明专利技术创新性地提出了一种破坏铝集流体和正极材料的接触界面的方法，从而可直接实现铝集流体和正极材料的分离；本发明专利技术方法温和，不会涉及极端高温或者产生大量气体等，方法简单有效，环境友好并且能耗低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废旧锂离子电池回收
，特别涉及正极片活性物质与正极集流体的分离方法。
技术介绍
近年来，随着全球锂离子电池产业的迅猛发展，其产能也在迅速的增长，行业内对相关材料的需求量同样在稳步的增加。特别是近几年来为了应对燃油汽车带来的环境问题，电动汽车成为了未来的重要发展方向，动力锂离子电池因此也迎来了大好的发展机遇。然而，可以预见的是，动力锂离子电池材料的消耗量将可能是传统电池的成千上万倍，甚至其中的锂和钴等金属会出现供不应求的现象。同时，锂离子电池的寿命是有限的，大量锂电池的使用将意味着有大量废旧锂电池的出现。若能够回收废旧电池的有价金属，不仅可以缓解资源紧张，创造巨大的经济价值，还可以解决废旧电池对环境的污染问题。因此，锂离子电池的回收及再利用成为了一个亟待解决的问题。目前，行业内对废旧电池的回收技术尚处在初级水平，尚且没有一个完善的回收方案。回收方法大都是无差别的将空电态的电池粉碎，然后采用浮选法、磁选法和湿化学法等来分离出目标的有价金属。由于前期没有对电池材料进行分类筛选，导致后期回收处理时步骤繁琐，能耗较高，并且回收效率不高。而事先将电极材料与集流体分离的方法还较少。正极活性物质通常是与溶于NMP的有机粘结剂(如PVDF)匀浆后涂覆在铝集流体上的，综合文献，目前将正极材料与集流体分离的方法主要有去除粘结剂和溶解集流体两种。去除粘结剂的方法往往需要高温处理，对温度的控制很重要，过高或者过低都不行，并且处理过程中有机物的燃烧会造成大气污染；而碱溶解集流体会产生大量的气体，气体会带出一部分碱液，会对环境和人带来一定的伤害，并且这种处理方法并没有达到事先分离的效果，溶解后正极活性物质也混入碱液中，需要额外的分离步骤。因此，目前还没有一种简单有效并兼顾能耗、环保等的分离正极材料和集流体的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术，提供一种分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法，通过阳极氧化来破坏铝集流体和正极材料的接触界面，从而达到分离的目的。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将废旧锂离子电池放电完全后拆解，取出正极片，去离子水清洗干净，晾干待用；（2）将正极片置于电解液中浸泡一段时间使其充分浸润，以正极片为正极，石墨片为负极，草酸溶液为电解液,通电进行电化学阳极氧化反应，铝箔集流体和正极材料分离；（3）步骤（2）电化学阳极氧化反应后，铝箔集流体直接回收利用；脱落下来的正极材料通过过滤回收。进一步方案，所述步骤（2）草酸溶液的溶度为0.2-0.6mol/L，氧化反应温度为5-25℃，氧化反应电压为40-80V，氧化反应时间在20-60min。进一步方案，所述步骤（2）浸泡时间为5-20min。进一步方案，所述步骤（2）阳极氧化在集流体表面生成一层多孔氧化铝；氧化铝膜的形成将破坏铝集流体和正极材料的接触界面，并且氧化是膨胀的过程，膨胀产生的应力将进一步促使正极材料和铝箔的分离。本专利技术的有益效果：本专利技术创新性地提出了一种破坏铝集流体和正极材料的接触界面的方法，从而可直接实现铝集流体和正极材料的分离；其二，本方法直接从内部破坏其接触界面，铝片和正极材料充分分离，真正做到了回收过程中的前段分选；其三，与现有分离技术比较，本专利技术采用的方法温和，不会涉及极端高温或者产生大量气体等，方法简单有效，环境友好并且能耗低。附图说明图1是本专利技术中阳极氧化装置结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。一种分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法，包括步骤：将废旧锂离子电池放电完全后拆解，取出正极片，去离子水清洗干净，晾干待用；将正极片置于电解液中浸泡一段时间使其充分浸润，以正极片为正极，石墨片为负极，草酸溶液为电解液,通电进行电化学阳极氧化反应，正极片四周边缘用紧固密封装置固定，将正面区域直接暴露在电解液中，电极引线从侧边铝箔处引出，铝箔集流体和正极材料分离；电化学阳极氧化反应后，铝箔集流体直接回收利用；脱落下来的正极材料通过过滤回收。电化学阳极氧化反应在阳极氧化装置中进行，如图1所示。实施例1将尺寸为宽89 mm、高144 mm、厚12.5mm的软包叠片电池经过放电后拆解，取出其中的正极片，经清洗后获得69 mm*139 mm（高*宽）的正极片。将正极片固定在正极位置，正极片正反两面均暴露在电解液中，而四周密封。将其静置10min以达到浸润的目的。从铝箔集流体处引出导线连接电源的正极，以石墨作为负极，以0.2mol/L的草酸为电解液，在电压为60V，温度为20℃的条件下通电60min。结束时，脱落后的正极材料直接转入后续的回收工步，通过过滤等方式回收正极材料，而剩下的大块铝片可直接取下回收。实施例2将尺寸为宽89 mm、高144 mm、厚12.5mm的软包叠片电池经过放电后拆解，取出其中的正极片，经清洗后获得69 mm*139 mm（高*宽）的正极片。将正极片固定在正极位置，正极片正反两面均暴露在电解液中，而四周密封。将其静置5min以达到浸润的目的。从铝箔集流体处引出导线连接电源的正极，以石墨作为负极，以0.5mol/L的草酸为电解液，在电压为80V，温度为10℃的条件下通电40min。结束时，脱落后的正极材料直接转入后续的回收工步，通过过滤等方式回收正极材料，而剩下的大块铝片可直接取下回收。实施例3将尺寸为宽89mm、高144mm、厚12.5mm的软包叠片电池经过放电后拆解，取出其中的正极片，经清洗后获得69 mm*139 mm（高*宽）的正极片。将正极片固定在正极位置，正极片正反两面均暴露在电解液中，而四周密封。将其静置20min以达到浸润的目的。从铝箔集流体处引出导线连接电源的正极，以石墨作为负极，以0.6mol/L的草酸为电解液，在电压为40V，温度为25℃的条件下通电20min。结束时，脱落后的正极材料直接转入后续的回收工步，通过过滤等方式回收正极材料，而剩下的大块铝片可直接取下回收。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将废旧锂离子电池放电完全后拆解，取出正极片，去离子水清洗干净，晾干待用；（2）将正极片置于电解液中浸泡一段时间使其充分浸润，以正极片为正极，石墨片为负极，草酸溶液为电解液,通电进行电化学阳极氧化反应，铝箔集流体和正极材料分离；（3）步骤（2）电化学阳极氧化反应后，铝箔集流体直接回收利用；脱落下来的正极材料通过过滤回收。

【技术特征摘要】
1.一种分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将废旧锂离子电池放电完全后拆解，取出正极片，去离子水清洗干净，晾干待用；（2）将正极片置于电解液中浸泡一段时间使其充分浸润，以正极片为正极，石墨片为负极，草酸溶液为电解液,通电进行电化学阳极氧化反应，铝箔集流体和正极材料分离；（3）步骤（2）电化学阳极氧化反应后，铝箔集流体直接回收利用；脱落下来的正极材料通过过滤回收。2.根据权利要求1所述的分离废旧锂离子电池正极材料与集流体的方法，其特征在于，所述步骤（2）草...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳浩淼，李新峰，王双双，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34