一种从三元锂电池分选电池极粉的方法技术

本发明专利技术涉及一种从三元锂电池分选电池极粉的方法，包括如下步骤：将三元锂电池进行一级破碎和二级破碎，得到破碎产物；将破碎产物进行湿法直线筛选，分离出第一部分电池极粉；磁选经湿法直线筛选的破碎产物，得到产物A；将产物A破碎为产物B；球磨产物B后，分离出混合物；将混合物通过湿式振动和摇床，分离出第二部分电池极粉；合并第一部分电池极粉和第二部分电池极粉，得到最终电池极粉。本发明专利技术旨在从动力电池电芯中分离出高价值的电池极粉，产品极粉回收率高，杂质含量低。杂质含量低。杂质含量低。

【技术实现步骤摘要】
一种从三元锂电池分选电池极粉的方法


[0001]本专利技术涉及锂电池加工领域，具体地涉及一种从三元锂电池分选电池极粉的方法。

技术介绍

[0002]现代社会中，随着新能源汽车的长足发展，产生了越来越多的废旧锂电池，逐渐成为了一个重大的社会问题，受到了社会各界的重视。废旧锂电池的梯度利用和综合回收成为越来越多人研究的热点。综合回收主要包括两个主要加工流程：电池回收预处理和镍钴等高价值金属的提取和提纯。电池的破碎分选是电池综合回收预处理的主流工艺。
[0003]现有的预处理工艺主要包括：
[0004](1)优美科的火法
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湿法冶金回收工艺：
[0005]动力电池拆解后获得的电芯和少量的焦炭、还原剂和其他添加剂混合后，在第一反应区加热炉中加热到300度左右，以除去电芯中的电解液。在第二反应区域，加热温度上升到700度，将电芯中的塑料、极粉有机粘合剂融化分解气化，有机气体通过二燃室在1150度温度下焚烧。剩余固体物料进入第三反应区——熔融还原区，在1200～1450度高温下得到含铜、镍、钴和少量铁杂质的合金，其他铝硅等杂质则通过炉渣形式分离去除。含镍钴的合金通过后续湿法冶金工艺提取并净化获取纯的镍钴金属溶液或盐晶体。此工艺的主要缺陷为：多级高温火法工艺带来很高的能耗，同时火法工艺的操作需要较长时间的经验积累才能达到较高的产率和纯度；镍钴合金产品中的铁铜杂质含量较高；锂元素主要进入到炉渣里，从炉渣里回收锂比较困难。
[0006](2)Toxco破碎分选工艺
[0007]Retriev技术公司(前身为加拿大TOXCO公司)运行一套锂电机械破碎
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湿法冶金回收工艺。首先，为了后续破碎工段的安全，电池通过液氮冷却到零下160度后进入破碎机，破碎后的物料通过磁选分离去除钢壳部分。剩下的物料浸没到高pH的锂盐溶液中，在后续锤磨机中通过湿磨工艺将正负极粉从铜铝集流体上分离下来，清洗后收集。分离出极粉后的破碎物料通过螺旋脱水机脱水后，进一步粉碎后进入摇床分离金属和塑料。金属组分进一步分离和回用。含有正负极粉的锂盐溶液经加热中和后，通过压滤以滤饼形式分离，送到后续湿法冶金工艺提取高价值镍钴金属。压滤后的锂盐溶液回用到前端破碎工艺。此工艺的主要缺陷为：只能得到碳酸锂产品，极粉产品中杂质较多；破碎前液氮冷却工艺在大批量加工时经济实用性较差。
[0008](3)干法机械破碎
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湿法冶金工艺
[0009]目前中国最流行的动力电池破碎分选工艺是以干法破碎分选为基础的工艺。经放电拆解获取的电芯首先通过热处理的方式去除电解液和分解破坏正极粉的粘合剂。经过热处理的干电芯经过一级破碎后，进入磁选机去除钢壳。剩下的以及破碎出料进入二级破碎以进一步将正极粉从铝箔上分离出来。所有二级破碎出料通过振动筛将极粉从其他大颗粒的物料中分离出来，送到后续湿法冶金工艺提取高价值镍钴金属。分离极粉后的铜铝混合
物通过密度风选进行分离和回收。此工艺的主要缺陷为：由于放电后，电芯中仍然有残余电量，干法破碎分选工艺容易造成电池的燃烧风险；在干法破碎分选过程中，破碎尾气、飞灰和塑料会带走部分极粉，造成极粉回收率下降；在干法破碎分选过程中，由于设备泄漏，造成生产车间比较严重的粉尘问题。
[0010]因此，亟需找到一种较为理想的新型的电池的破碎分选工艺，来克服现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0011]针对以上现行破碎分选工艺的缺陷，本专利技术通过小试和中试实验，开发出一种高效环保的湿法破碎分选工艺路线，从动力电池电芯中分离出高价值的电池极粉。产品极粉回收率高，杂质含量低。
[0012]本专利技术通过以下技术手段得以实现：
[0013]一种从三元锂电池分选电池极粉的方法，包括如下步骤：
[0014](1)将三元锂电池进行一级破碎和二级破碎，得到破碎产物；
[0015]一级破碎的主要作用是撕碎电芯坚硬的外壳；二级破碎的主要作用是将破碎后的物料的尺寸控制在一个较小的毫米级范围内。
[0016](2)将破碎产物进行湿法直线筛选，分离出第一部分电池极粉；
[0017](3)磁选经湿法直线筛选并脱水的破碎产物，得到产物A；
[0018](4)在精细破碎中将产物A破碎为产物B；
[0019]这一步骤主要是通过较强的摩擦作用，将产物A中所含的粘合剂破坏，从而使得产物A可以彻底破碎为尺寸更小的产物B。
[0020](5)球磨产物B后，分离出混合物；
[0021]这一步骤主要是进一步破坏粘合剂，从而进一步提高了极粉的分离效率。
[0022](6)将混合物通过湿式振动筛和摇床，分离出第二部分电池极粉；
[0023](7)合并第一部分电池极粉和第二部分电池极粉，得到最终电池极粉。
[0024]进一步地，步骤(1)中所述破碎后的产物的尺寸在10
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40mm。
[0025]进一步地，步骤(1)中所述一级破碎和二级破碎均采用湿法破碎。
[0026]进一步地，步骤(2)中所述湿法直线筛选中，所用筛网的尺寸为80
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200目。
[0027]进一步地，所述混合物包括组分：电池极粉、铜和铝。
[0028]进一步地，步骤(5)中所述球磨过程中，水力停留时间控制在8
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30min。
[0029]进一步地，所述破碎产物包括电池外壳、正极材料、负极材料和塑料薄膜。
[0030]进一步地，所述产物B的尺寸为1
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5mm。
[0031]进一步地，步骤(1)和(4)中，所述破碎的过程中需要喷洒循环水。
[0032]本专利技术的有益效果在于：
[0033]1.采用安全可靠的湿法破碎分选工艺，避免破碎过程起火风险同时，也解决了粉尘问题。
[0034]2.采用精细破碎和湿法振动筛的组合工艺，大大提高了产物A中所含的粘合剂的破坏效率，从而提高了极粉的分离回收效率。
[0035]3.电池极粉产品回收率高，杂质含量低；并且同时分离回收铜铝副产品。
附图说明
[0036]图1示出了本专利技术所述从三元锂电池分选电池极粉的方法的工艺流程图；
[0037]图2示出了实施例1中分离出来的最终电池极粉的照片；
[0038]图3(a)示出了实施例1中分离出来的副产物铜的照片，图3(b)示出了实施例1中分离出来的副产物铝的照片；
具体实施方式
[0039]本专利技术中所述术语“湿法直线筛选”，是指：使用振动电机以向上和向前的线性运动方式驱动湿式物料的振动筛选设备；
[0040]本专利技术中所述术语“湿法破碎”，是指：通过喷水方式，在湿式环境下对物料进行破碎；
[0041]本专利技术实施例所记载的内容中，除非特别说明，所有成分均为市售常见材料。
[0042]本专利技术采用型号为VW
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800和VW650的破碎机，对三元锂电池进行一级破碎和二级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从三元锂电池分选电池极粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将三元锂电池进行一级破碎和二级破碎，得到破碎产物；(2)将破碎产物进行湿法直线筛选，分离出第一部分电池极粉；(3)磁选经湿法直线筛选并脱水的破碎产物，得到产物A；(4)在精细破碎中将产物A破碎为产物B；(5)球磨产物B后，分离出混合物；(6)将混合物通过湿式振动筛和摇床，分离出第二部分电池极粉；(7)合并第一部分电池极粉和第二部分电池极粉，得到最终电池极粉。2.根据权利要求1所述从三元锂电池分选电池极粉的方法，其特征在于，步骤(1)中所述破碎后的产物的尺寸在10
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40mm。3.根据权利要求1所述从三元锂电池分选电池极粉的方法，其特征在于，步骤(1)中所述一级破碎和二级破碎均采用湿法破碎。4.根据权利要求1所述从三元锂电池分选电池极粉的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶民华，黄登坡，
申请(专利权)人：威立雅新能源科技江门有限公司，
类型：发明
国别省市：