一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法技术

本发明专利技术公开了种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法，包括以下步骤：(1)拆解放电后的动力电池，获得电极；(2)将所述电极浸没于溶剂中，加热搅拌3‑4h；(3)过滤，用洗涤剂冲洗滤渣3‑5次，以除去溶剂，将洗涤后的滤渣在80‑100℃下干燥，得集流体；(4)将所述滤液离心，得固体沉淀物，用去离子水清洗所述固体沉淀物5‑6次，在80‑120℃下干燥4‑6h；将干燥后的所述固体沉淀物破碎、筛分，得活性物质；所述溶剂为酰胺化合物、亚砜化合物和吡咯烷酮化合物中的一种或多种。本发明专利技术中的溶剂对粘结剂PVDF的溶解能力强，在分离集流体和活性物质后，回收集流体与活性物质的回收率高。

Separation method of active material and collector for waste lithium power battery

The invention discloses a method for separating the active substance of waste lithium power battery from the fluid collecting, which comprises the following steps: (1) disassembling the power battery after electricity liberation to obtain the electrode; (2) immersing the electrode in the solvent, heating and stirring for 3 to 4 hours; (3) filtering, washing the filter residue with detergent for 3 to 5 times to remove the solvent and filtering after washing. The residue is dried at 80 100 (?) C to collect fluids; (4) The filtrate is centrifuged to obtain solid precipitates, which are washed 5_6 times with deionized water and dried at 80 120 (?) C for 4_6 hours; The dried solid precipitates are broken and screened to obtain active substances; The solvents are amide compounds and sulfoxide compounds. One or more of pyrrolidone compounds. The solvent in the invention has strong solubility to the binder PVDF. After separating the collector fluid and the active material, the recovery rate of the collector fluid and the active material is high.

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法
本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种锂电池集流体与活性物质的分离方法。
技术介绍
全球主要能源煤、石油、天然气等化石燃料的消耗殆尽、环境的严重污染对人类的生存构成严重威胁，这就促使人类寻找洁净的可再生新能源。电能作为经济发展、科技进步的主要动力，被广泛应用于动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，而电池作为电能的载体，需求量也日益剧增，但随之产生的电池报废量让人触目惊心。在我国，每年约产生100亿只废旧电池，重量约30万吨，其中电动汽车动力电池累计报废量约12万吨，占比较大；如果采用填埋的方式处理动力电池，将造成40亿m3的水体遭受污染，1500km3的土壤丧失使用功能，将对人类的生态环境产生极大的威胁。废旧锂离子电池中含有钴、镍、铁、铝、铜等高价值金属，而我国属于资源比较稀缺型国家，尤其是钴资源，以进口的方式平衡国内不断增长的需求，而金属镍和锰均为不可再生资源。采取一定的处理方法对废旧动力电池回收再利用，可降低对环境的污染，并实现资源的循环利用，对社会发展具有重要的战略意义和经济价值。专利CN201110314470.1公开了一种从废旧锂电池回收有价金属的方法。该方法采用焙烧膨胀热分离法，去除PVDF等有机粘接剂，从而分离集流体和活性材料，但该方法反应条件剧烈，能耗高，回收效率低，造成空气污染。专利CN201510677096.X公开了一种在阴离子型表面活性剂与酸性环境的协同作用下，通过加热搅拌的方式使集流体与活性物质分离的方法，实现集流体和活性材料的分离和再利用。该法在处理过程中需加入盐酸，将产成一定量的废液，并无法循环利用，废液需进行处理以避免对环境的二次污染，废水处理成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种能耗小、对环境无污染的集流体与活性物质分离的方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法，包括以下步骤：(1)拆解放电后的锂动力电池，获得电极；(2)将所述电极浸没于溶剂中，加热搅拌3-4h；(3)过滤，用洗涤剂冲洗滤渣3-5次，以除去溶剂，将洗涤后的滤渣在80-100℃下干燥，得集流体；(4)将所述滤液离心，得固体沉淀物，用去离子水清洗所述固体沉淀物5-6次，在80-120℃下干燥4-6h；将干燥后的所述固体沉淀物破碎、筛分，得活性物质；所述溶剂为酰胺化合物、亚砜化合物和吡咯烷酮化合物中的一种或多种。进一步的，所述溶剂的浓度为5-10mol/L。进一步的，所述洗涤剂为蒸馏水或无水乙醇或乙醇水溶液。进一步的，在所述步骤(4)中，所述离心过程中的离心转速为3000转/min—5000转/min。进一步的，所述筛分过程中使用的筛的孔径为800-1250目。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术可实现废旧锂动力电池中的集流体与活性材料快速完全分离的目的，并能够较好的保持集流体结构的完整性，利于二次使用、外售，回收的活性物质可再次用于材料的合成；2、本专利技术使用的有机溶剂具有溶解性强、价格低廉、对人体无副作用的特点；3、本专利技术方法工艺简单，易操作，集流体的回收率高，同时可降低生产成本，对锂离子电池制造业意义重大。4、本专利技术可同时应用于正负电极的处理，适用于多种类型的集流体和活性材料，且回收率较高，回收物再次使用效率高。对比现有处理技术，本专利技术工艺更加精简且成本低廉，尤其适用于大规模的锂电池回收生产。附图说明图1为本专利技术的实施例1所获得的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2扫描电镜图示意图；图2为本专利技术的实施例1所获得的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2在不同倍率下的放电曲线图。具体实施方式参照附图1-2，对本专利技术的实施方式做具体的说明。实施例1：(1)拆解放电后的锂动力电池，收集锂动力电池的正电极；(2)将拆解后的电极浸没在浓度为7.5mol/L的二甲基亚砜中，于35℃条件下搅拌3h，搅拌速度为800转/min；(3)将上述加热搅拌后的溶液过滤分离，用去离子水冲洗滤渣2-3次，去除滤渣上的有机溶剂，将洗涤后的滤渣在80℃条件下干燥后回收，得到集流体；(4)将上述滤液在3000转/min—5000转/min转速下离心分离后，得到溶剂含量为30wt％的固体沉淀物；将固体沉淀物用去离子水冲洗3-5次后，于80℃条件下干燥6h，将干燥后的固体沉淀物破碎至10-20μm，振动分筛后，振动筛的孔径为800目，得到活性物质；以上方法同样适用于负电极石墨与铜箔的分离。实施例2：(1)拆解放电后的锂动力电池，收集正电极；(2)将正电极浸没于浓度为5mol/L的二甲基乙酰胺中，于40℃条件下搅拌3h，搅拌速度为1200转/min；(3)过滤分离，用去离子水冲洗滤渣2-3次，去除有机溶剂；将洗涤后的滤渣在90℃条件下干燥后回收利用，得到集流体；(4)将滤液在4000转/min转速下离心分离后，得到溶剂含量为5wt％-30wt％的固体沉淀物；将固体沉淀物用去离子水冲洗3-5次后，于120℃条件下干燥4h；将干燥后的固体沉淀物破碎至10-20μm，振动分筛后，振动筛的孔径为1000目，得到活性物质；以上方法同样适用于负电极石墨与铜箔的分离。实施例3：(1)拆解放电后的锂动力电池，收集正电极；(2)将正电极浸没于浓度为5mol/L的N-甲基吡咯烷酮中，于35℃条件下搅拌3h-4h，搅拌速度为800-1200转/min；(3)过滤分离，用去离子水冲洗滤渣2-3次，去除有机溶剂；将洗涤后的滤渣在100℃条件下干燥后回收利用，得到集流体；(4)将滤液在5000转/min的转速下离心分离后，得到溶剂含量为20wt％的固体沉淀物；将固体沉淀物用去离子水冲洗3-5次后，于100℃条件下干燥4h，将干燥后的固体沉淀物破碎至10-20μm，振动分筛后，得到活性物质；以上方法同样适用于负电极石墨与铜箔的分离。实施例4：一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法，包括以下步骤：(1)拆解放电后的锂动力电池，收集正电极；(2)将正电极浸没于浓度为5mol/L浓度的二甲基乙酰胺中，于35℃条件下搅拌3h-4h，搅拌速度为800-1200转/min；(3)分离过滤，用无水乙醇冲洗滤渣1-2次，去除有机溶剂；将洗涤后的滤渣在90℃条件下干燥后回收，得集流体；(4)将滤液在5000转/min转速下离心分离后，得到溶剂含量为10wt％的固体沉淀物；将固体沉淀物用去离子水冲洗3-5次后，于100℃条件下干燥5h；将干燥后的固体沉淀物破碎至10-15μm，振动分筛后，振动筛的孔径为1250目，得到活性物质；以上方法同样适用于负电极石墨与铜箔的分离。实施例5：(1)拆解放电后的锂动力电池，收集正电极；(2)将正电极浸没于浓度为5mol/L的二N-甲基吡咯烷酮中，于30℃条件下搅拌4h，搅拌速度为800转/min；(3)过滤分液，用去离子水冲洗滤渣2-3次，去除有机溶剂；将洗涤后的滤渣在100℃条件下干燥后回收，得集流体；(4)将滤液在5000转/min转速下离心分离后，得到溶剂含量为5wt％的固体沉淀物；将固体沉淀物用去离子水冲洗3-5次后，于120℃条件下干燥4h；将干燥后的固体沉淀物破碎本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法，包括以下步骤：(1)拆解放电后的锂动力电池，获得电极；(2)将所述电极浸没于溶剂中，加热搅拌3‑4h；(3)过滤，用洗涤剂冲洗滤渣3‑5次，以除去溶剂，将洗涤后的滤渣在80‑100℃下干燥，得集流体；(4)将所述滤液离心，得固体沉淀物，用去离子水清洗所述固体沉淀物5‑6次，在80‑120℃下干燥4‑6h；将干燥后的所述固体沉淀物破碎、筛分，得活性物质；所述溶剂为酰胺化合物、亚砜化合物和吡咯烷酮化合物中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法，包括以下步骤：(1)拆解放电后的锂动力电池，获得电极；(2)将所述电极浸没于溶剂中，加热搅拌3-4h；(3)过滤，用洗涤剂冲洗滤渣3-5次，以除去溶剂，将洗涤后的滤渣在80-100℃下干燥，得集流体；(4)将所述滤液离心，得固体沉淀物，用去离子水清洗所述固体沉淀物5-6次，在80-120℃下干燥4-6h；将干燥后的所述固体沉淀物破碎、筛分，得活性物质；所述溶剂为酰胺化合物、亚砜化合物和吡咯烷酮化合物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的废旧...

【专利技术属性】
技术研发人员：常丽娟，房瑞晓，卢勇，陈思竹，丁睿谦，朱冬，
申请(专利权)人：四川省有色冶金研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51