一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法技术

本发明专利技术公开了一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，包括以下步骤：(1)将待回收的废旧锂离子电池进行放电、风干；(2)将预处理后的废旧锂离子电池进行预冷冻；(3)将预冷冻后的锂离子电池进行冷冻剪切粗碎；(4)将粗碎后的锂离子电池进行冷冻冲击细碎；(5)将细碎后的样品进行筛分处理，筛上物含有电池外壳和集流体材料，筛下物含有正负电极材料粉体。本发明专利技术通过冷冻破碎、过筛分离两个步骤即可实现锂离子电池电极材料和壳体材料及集流体的高效分离，低温破碎不会产生热积累，没有爆炸的风险，无有毒有害气体产生，节能环保，处理效率高；回收的产品质量好，便于再生，具有推广价值。

A method for comprehensive recovery and utilization of waste lithium-ion batteries at low temperature

The invention discloses a method for comprehensive recovery and utilization of waste lithium-ion batteries at low temperature, including the following steps: (1) discharging and air drying waste lithium-ion batteries to be recovered; (2) pre-freezing waste lithium-ion batteries after pretreatment; (3) freezing and shearing lithium-ion batteries after pre-freezing; (4) crushing lithium-ion batteries after pre-freezing; (4) crushing Lithi The crushed lithium-ion batteries were subjected to freeze shock and fine crushing; (5) The crushed samples were screened and processed. The material on the screen contained battery shell and collector material, and the material under the screen contained powder of positive and negative electrode material. The invention can realize the efficient separation of electrode material, shell material and collector fluid of lithium ion battery by two steps of freezing crushing and sieving separation. Low-temperature crushing will not produce heat accumulation, no risk of explosion, no toxic and harmful gas generation, energy saving, environmental protection and high treatment efficiency; the recovered product has good quality and is convenient for re-production. Sheng, has the promotion value.

【技术实现步骤摘要】
一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法
本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种废旧锂离子电池的回收方法，具体涉及一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法。
技术介绍
锂离子电池作为绿色环保新能源，具有可靠性好，安全性高，体积小，重量轻等优点，目前已经被广泛的应用于数码类产品、电动汽车、军工产品等领域。随着国家对新能源的大力扶持，锂离子电池的发展如火如荼，对于锂离子电池需求越来越大。但是随着锂离子电池使用寿命的结束，许多废弃的锂离子电池亟待处理，处理不当会造成严重的环境污染，也会造成钴、镍等金属资源的浪费，所以合理的处理锂离子电池，既是环境问题，也是资源问题。目前锂离子电池的回收方法有物理法和化学法，物理法包括常温破碎多级筛分和手工拆解，化学法主要包括火法和湿法冶金。其中常温破碎法应用较为广泛，但是常温破碎易于过粉碎，并且解离度和过粉碎是一个不可兼顾的矛盾。此外破碎过程会使物料温度升高，发生副反应，不利于后续回收，并且会造成电解液的挥发产生有毒有害气体，形成二次污染。而化学法的处理成本高，也易于形成二次污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种综合回收利用废旧锂离子电池的方法，节能、环保，无二次污染，资源回收率高，经济效益好。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，包括以下步骤：(1)电池预处理：将待回收的废旧锂离子电池进行放电，风干；(2)电池预冷冻：将预处理后的废旧锂离子电池放入冷冻破碎机的破碎腔中，采用冷冻剂对锂离子电池进行预冷冻；(3)冷冻粗碎：将预冷冻后的锂离子电池进行冷冻剪切粗碎；(4)冷冻细碎：将粗碎后的锂离子电池进行冷冻冲击细碎；(5)碎片分离：将细碎后的样品进行筛分处理，筛上物含有电池外壳和集流体材料，筛下物含有正负电极材料粉体。优选的，步骤(2)中，所述的冷冻剂为液氮或液氦。优选的，步骤(2)中，所述预冷冻的温度为-80～-180℃，预冷冻的时间为3～10min。优选的，步骤(3)中，所述的粗碎处理中废旧锂离子电池破碎的粒度<2cm。进一步地，在进行冷冻粗碎和冷冻细碎时保持预冷冻处理的温度。优选的，步骤(5)中，筛分时采用的筛分设备为振动筛。优选的，所述振动筛的筛孔为0.25～1mm。优选的，步骤(1)中，放电时采用5～10wt％氯化钠水溶液作为导电液。在低温下，电池外壳和电极材料收缩程度不同，经过剪切破碎将锂离子电池粗碎使壳体和电极材料完全分离；在低温下，构成电池集流体的铝箔和铜箔延展性能好，机械性能强，在冲击破碎强化电极材料解离的同时不易粉碎，以大块的片状金属形式存在，而粘结电极材料的粘结剂容易发生龟裂；通过低温冷冻，粘结剂结构发生破坏，脆化容易击碎，从而使电极材料很容易从铝箔和铜箔上脱落，实现锂离子电池电极材料的充分解离，并且集流体保持较大粒度以便回收处理。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术通过冷冻破碎、过筛分离两个步骤即可实现锂离子电池电极材料和壳体材料及集流体的高效分离，电极材料充分剥离，无需单独拆解电池外壳；2.本专利技术中低温破碎不会产生热积累，没有爆炸的风险，同时不会产生有毒有害气体，避免了环境污染，更环保；能耗低，过程简单，易于实施，处理效率高；回收的产品质量好，便于再生，具有极佳的社会和经济效益，具有推广价值。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说明。实施例1一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，包括以下步骤：(1)电池预处理：将待回收的废旧锂离子电池浸泡在5wt％的氯化钠水溶液中48h进行放电，风干，以避免破碎过程中引起电池短路；(2)电池预冷冻：将预处理后的废旧锂离子电池放入冷冻破碎机的破碎腔中，采用液氮对锂离子电池进行预冷冻，温度为-80℃，预冷冻时间为3min；(3)冷冻粗碎：将预冷冻后的锂离子电池进行剪切粗碎，温度为-80℃，粗碎时间为15s，控制样品破碎的粒度<2cm；(4)冷冻细碎：将粗碎后的锂离子电池进行冲击细碎，温度为-80℃，细碎时间为20s；(5)碎片分离：将细碎后的样品进行筛分处理，筛上物主要是电池外壳和集流体材料，筛下物主要是正负电极材料粉体，正负极电极材料总体解离度为70％。实施例2一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，包括以下步骤：(1)电池预处理：将待回收的废旧锂离子电池浸泡在10wt％的氯化钠水溶液中48h进行放电，风干，以避免破碎过程中引起电池短路；(2)电池预冷冻：将预处理后的废旧锂离子电池放入冷冻破碎机的破碎腔中，采用液氦对锂离子电池进行预冷冻，温度为-150℃，预冷冻时间为5min；(3)冷冻粗碎：将预冷冻后的锂离子电池进行剪切粗碎，温度为-150℃，粗碎时间为15s，控制样品破碎的粒度<2cm；(4)冷冻细碎：将粗碎后的锂离子电池进行冲击细碎，温度为-150℃，细碎时间为20～30s；(5)碎片分离：将细碎后的样品进行筛分处理，筛上物主要是电池外壳和集流体材料，筛下物主要是正负电极材料粉体，正负极电极材料总体解离度为85％。实施例3一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，包括以下步骤：(1)电池预处理：将待回收的废旧锂离子电池浸泡在5wt％的氯化钠水溶液中48h进行放电，风干，以避免破碎过程中引起电池短路；(2)电池预冷冻：将预处理后的废旧锂离子电池放入冷冻破碎机的破碎腔中，采用液氮对锂离子电池进行预冷冻，温度为-180℃，预冷冻时间为5min；(3)冷冻粗碎：将预冷冻后的锂离子电池进行剪切粗碎，温度为-180℃，粗碎时间为15s，控制样品破碎的粒度<2cm；(4)冷冻细碎：将粗碎后的锂离子电池进行冲击细碎，温度为-180℃，细碎时间为30s；(5)碎片分离：将细碎后的样品进行筛分处理，筛上物主要是电池外壳和集流体材料，筛下物主要是正负电极材料粉体，正负极电极材料总体解离度为89％。将筛上物进行电分选，可回收铜、铝；将筛下物进行浮选和湿法冶金，可回收钴、锂、镍、石墨等材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)电池预处理：将待回收的废旧锂离子电池进行放电，风干；(2)电池预冷冻：将预处理后的废旧锂离子电池放入冷冻破碎机的破碎腔中，采用冷冻剂对锂离子电池进行预冷冻；(3)冷冻粗碎：将预冷冻后的锂离子电池进行冷冻剪切粗碎；(4)冷冻细碎：将粗碎后的锂离子电池进行冷冻冲击细碎；(5)碎片分离：将细碎后的样品进行筛分处理，筛上物含有电池外壳和集流体材料，筛下物含有正负电极材料粉体。

【技术特征摘要】
1.一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)电池预处理：将待回收的废旧锂离子电池进行放电，风干；(2)电池预冷冻：将预处理后的废旧锂离子电池放入冷冻破碎机的破碎腔中，采用冷冻剂对锂离子电池进行预冷冻；(3)冷冻粗碎：将预冷冻后的锂离子电池进行冷冻剪切粗碎；(4)冷冻细碎：将粗碎后的锂离子电池进行冷冻冲击细碎；(5)碎片分离：将细碎后的样品进行筛分处理，筛上物含有电池外壳和集流体材料，筛下物含有正负电极材料粉体。2.根据权利要求1所述的一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的冷冻剂为液氮或液氦。3.根据权利要求1或2所述的一种低温综合回收利用废弃锂离子电池的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预冷冻的温度为-80～-180℃，预...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海锋，刘江山，何亚群，王帅，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32