一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法技术

本发明专利技术涉及一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法。该方法包括：1)将废旧磷酸铁锂电池拆解，去除外壳、极耳、安全阀，分离隔膜、正极和负极；2)将正极、负极在有氧条件下加热至380～400℃，保温10～15min，得到待处理正极片、待处理负极片；3)将待处理正极片或待处理负极片置于水中浸泡，振荡使活性物质从集流体上剥离，分离得到集流体和活性物质浆液。该方法通过简单的加热、水洗的方式实现各组分的有效分离，在提高各组分分离度的前提下，避免使用酸、碱、有机溶剂等物质，不会对环境造成二次污染，具有工艺简单、成本低的特点，非常适用于废旧磷酸铁锂电池的工业化回收利用。

An Industrial Separation Method for Waste Lithium Iron Phosphate Batteries

The invention relates to an industrial separation method for waste lithium iron phosphate batteries. The method includes: 1) dismantling waste lithium iron phosphate batteries, removing shell, ear and safety valve, separating diaphragm, positive and negative electrodes; 2) heating positive and negative electrodes to 380-400 C under aerobic conditions for 10-15 min to obtain the positive and negative electrodes to be treated; 3) immersing the positive or negative electrodes to be treated in water, oscillating to make the active material flow from the collector. The collecting fluid and active substance slurry were separated by stripping on the body. This method realizes the effective separation of components by simple heating and washing. On the premise of improving the separation degree of components, it avoids using acid, alkali, organic solvents and other substances, and does not cause secondary pollution to the environment. It has the characteristics of simple process and low cost, and is very suitable for industrial recovery and utilization of waste lithium iron phosphate batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法
本专利技术属于磷酸铁锂电池的回收处理
，具体涉及一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法。
技术介绍
随着传统能源的匮乏与环境容量的制约，新能源电动汽车获得快速发展。动力锂离子电池作为电动汽车产业链的重要组成部分，当达到使用寿命后，其回收方法及模式已经成为一个不可忽视的重大问题。锂离子电池是一种具有易燃性、浸出毒性、腐蚀性等有毒有害性的电池。报废锂电池若被随意抛弃在环境中，锂电池中的重金属、氟化物、有机物等就会进入土壤和水体造成污染，并可通过食物链最终进入人和动物体内，对人类和环境造成巨大伤害。磷酸铁锂电池电池因其具有安全性与循环性能佳、电压平稳、倍率性能好等优点而被广泛用作动力电池。废旧磷酸铁锂电池内的集流体、活性物质仍有较大的回收利用价值，如何对废旧磷酸铁锂电池进行工业化分离，实现高效的分类回收利用具有重要的意义。CN104282961A公开了一种废旧磷酸铁锂动力电池的处理方法，包括以下步骤：(1)回收动力电池极耳；(2)在动力电池铝塑膜上钻孔，将电池在70～90℃的第一强碱溶液中恒温浸泡3～12h后过滤得第一滤液；(3)分离铝塑膜与电芯；(4)将电芯置于第二强碱溶液中浸泡，过滤第二强碱溶液的滤渣与第二滤液；(5)滤渣中加入稀盐酸调节pH＝7后过滤，得过滤物和第三滤液；(6)将过滤物烘干后的固废物，合并第一滤液、第二滤液、第三滤液的含碱溶液，在含碱溶液中加入强碱配置强碱溶液后返回步骤(1)循环使用。废旧磷酸铁锂电池的回收利用面临以下主要问题：一是电解液的粘性较强，造成极片、隔膜分离不彻底，组分的分离度不高；二是极片上活性物质层与集流体结合紧密，难以实现有效剥离。现有技术通过有机溶剂、强酸、强碱溶液等处理电芯，即是为了克服电解液的粘性和活性物质层与集流体的结合力，提高组分的分离度。但采用上述处理方法一方面引入了含有机溶剂、酸、碱的废水，增加了废水后处理的压力和成本，另一方面也不可避免地引入了其他杂质离子，使活性物质中磷酸铁锂的回收难度增大，甚至造成磷酸铁锂无法得到回收利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，从而解决现有技术中，废旧磷酸铁锂电池的回收需使用有机溶剂、强酸或强碱溶液，后处理难度大，不适应工业化生产的问题。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，包括以下步骤：1)将废旧磷酸铁锂电池拆解，去除外壳、极耳、安全阀，分离隔膜、正极和负极；2)将正极、负极在有氧条件下加热至380～400℃，保温10～15min，得到待处理正极片、待处理负极片；3)将待处理正极片或待处理负极片置于水中浸泡，振荡使活性物质从集流体上剥离，分离得到集流体和活性物质浆液。本专利技术的废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，通过步骤2)的加热保温过程，正极、负极中粘结性较强的电解液、粘结剂分解，极片上的粘结剂失效后，也更容易使活性物质从集流体上剥离，从而提高各组分的分离度；步骤3)通过在水中浸泡，振荡剥离后，可方便实现集流体和活性物质浆液的分离。该方法通过简单的加热、水洗的方式实现各组分的有效分离，在提高各组分分离度的前提下，避免使用酸、碱、有机溶剂等物质，不会对环境造成二次污染，具有工艺简单、成本低的特点，非常适用于废旧磷酸铁锂电池的工业化回收利用。优选的，步骤1)和步骤2)在密闭条件下进行。将步骤1)和步骤2)挥发出的有害气体抽出并吸收。及时将挥发出的电解液气体或分解过程产生的其他气体等有害气体吸收，可避免对环境和人体造成危害。所述吸收为冷凝吸收。电解液等气体组分经冷凝吸收后，可交付有资质的单位进行集中处理。步骤3)中，所述水为蒸馏水或除盐水。浸泡的时间至少为10min。步骤3)中，所述振荡为旋转振荡或超声波振荡。所述旋转振荡可采用现有的旋转振荡设备，通过对处理极片的冲击、拍打、振荡机械作用，使集流体与活性物质彻底剥离。所得含磷酸铁锂的正极浆液可进一步过滤，将滤物烘干，经过专业厂家处理后可以作为正极活性物质使用。由于没有引入其他杂质，磷酸铁锂后续的回收提纯难度大大降低。本专利技术的废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，通过简单的加热、水洗的方式实现各组分的有效分离，不引入外来物质和杂质离子，有利于后续磷酸铁锂的回收和提纯，提高磷酸铁锂的回收利用价值；正极集流体、负极集流体分离彻底；该方法对设备和原料的要求低，处理工艺简单，适合工业化生产；不使用酸、碱、有机溶剂等物质，降低后续废水处理费用，不会对环境造成二次污染。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说明。实施例1本实施例的废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，采用以下步骤：1)在密闭容器中将废旧磷酸铁锂电池拆解，去除外壳、极耳、安全阀，分离隔膜、正极和负极；2)向密闭容器中通入氧气，将正极、负极在有氧条件下加热至400℃，保温10min，使正极、负极中的电解液、粘结剂分解，得到待处理正极片、待处理负极片；3)将待处理正极片、待处理负极片分别置于蒸馏水中浸泡10min，旋转振荡使活性物质从集流体上剥离，待处理正极片分离得到铝箔和含磷酸铁锂的正极浆液，待处理负极片得到铜箔和含石墨的负极浆液；含磷酸铁锂的正极浆液经过滤、滤物烘干后得到正极活性物质；步骤1)和步骤2)中，将挥发出的有害气体抽出并经冷凝吸收。实施例2本实施例的废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，采用以下步骤：1)在密闭容器中将废旧磷酸铁锂电池拆解，去除外壳、极耳、安全阀，分离隔膜、正极和负极；2)向密闭容器中通入氧气，将正极、负极在有氧条件下加热至380℃，保温15min，使正极、负极中的电解液、粘结剂分解，得到待处理正极片、待处理负极片；3)将待处理正极片、待处理负极片分别置于除盐水中浸泡10min，超声波振荡使活性物质从集流体上剥离，待处理正极片分离得到铝箔和含磷酸铁锂的正极浆液，待处理负极片得到铜箔和含石墨的负极浆液；含磷酸铁锂的正极浆液经过滤、滤物烘干后得到正极活性物质；步骤1)和步骤2)中，将挥发出的有害气体抽出并经冷凝吸收。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将废旧磷酸铁锂电池拆解，去除外壳、极耳、安全阀，分离隔膜、正极和负极；2)将正极、负极在有氧条件下加热至380～400℃，保温10～15min，得到待处理正极片、待处理负极片；3)将待处理正极片或待处理负极片置于水中浸泡，振荡使活性物质从集流体上剥离，分离得到集流体和活性物质浆液。

【技术特征摘要】
1.一种废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将废旧磷酸铁锂电池拆解，去除外壳、极耳、安全阀，分离隔膜、正极和负极；2)将正极、负极在有氧条件下加热至380～400℃，保温10～15min，得到待处理正极片、待处理负极片；3)将待处理正极片或待处理负极片置于水中浸泡，振荡使活性物质从集流体上剥离，分离得到集流体和活性物质浆液。2.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的工业分离方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)在密闭条件下进行。3.如权利要求2所述的废旧磷酸铁锂电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辉，骆旭光，张彦杰，谢慧，
申请(专利权)人：河南合众电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41