一种退役钴酸锂电池的回收、再生方法和应用及正极材料技术

一种退役钴酸锂电池的回收、再生方法和应用及正极材料，回收方法，将正极片进行初步破碎，正极片被剪碎为片状，片状的正极片尺寸为1

【技术实现步骤摘要】
一种退役钴酸锂电池的回收、再生方法和应用及正极材料


[0001]本专利技术涉及电池回收
，尤其涉及一种退役钴酸锂电池的回收、再生方法和应用及正极材料。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有体积小、能量密度大、没有记忆效应且工作电压范围较宽的优点，在储能设备、电动汽车等领域得到越来越广泛的应用，其中，钴酸锂电池主要用作手机、笔记本电脑等小型便携式电子设备的电源。钴酸锂电池的使用寿命一般为2
‑
3年，失效后的电池如果不作处理任意废弃，其含有的重金属会对环境产生污染，且钴、锂等贵金属不回收也是一种资源浪费。随着便携式电子设备的广泛应用，钴酸锂电池的使用量逐年增加，所以废旧钴酸锂电池回收利用研究是一项十分必要且紧迫的工作。
[0003]目前，常见的废旧钴酸锂电池回收利用方法很多，主要正极材料的回收利用，包括以下两类：(1)浸出法，通过酸、碱将钴酸锂中有价金属浸出，经过除杂、分离等方法，提取材料中有价金属材料修复再生法，(2)利用固相、电化学等方法进行补锂处理，实现正极材料钴酸锂的修复再生。两种回收利用方法中，浸出法因操作简单、工艺成熟，是目前废旧钴酸锂电池材料回收利用的主要方法。但是相比于修复再生，浸出法需要消耗大量酸、碱，会产生大量废水，得到的材料价值较低，未来必将被取代。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种退役钴酸锂电池的回收方法，其通过对钴酸锂电池进行拆解获得正极片，然后破碎先进行一次煅烧，除去PVDF后进行超声波筛分，除去Al箔，筛下物进行二次煅烧后筛分后的筛下物进行补锂重生技术，解决废旧电池回收困难，对环境污染严重等问题。
[0005]本专利技术还提出一种退役钴酸锂电池的再生方法，其将上述回收方法回收到的筛下物进行补锂再生。
[0006]本专利技术还提出一种正极材料，其使用了上述再生方法制备而成。
[0007]本专利技术还提出一种退役钴酸锂电池的回收方法在制备低杂质的正极材料中的用途。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种退役钴酸锂电池的回收方法，包括以下步骤：
[0010](1)：将废旧钴酸锂电池彻底放电后在手套箱中拆解分离出正极片；
[0011](2)：将正极片进行初步破碎，正极片被剪碎为片状，片状的正极片尺寸为1
‑
9cm2；
[0012](3)：将破碎后钴酸锂极片进行400
‑
550℃高温煅烧，烧结气氛为空气，烧结时长至少为1h，除去PVDF；
[0013](4)：对步骤(3)获得的物料经超声波振动筛，除去筛上物Al箔；
[0014](5)：对步骤(4)中获得的筛下物，装钵进行500
‑
650℃高温煅烧，烧结气氛为空气，
烧结时长至少为3h，除去导电剂；
[0015](6)：对煅烧后的粉料进行超声波筛分。
[0016]优选地，所述步骤(4)中，振动筛为50
‑
300目振动筛，使铝杂质主要集中于50目筛上，用于步骤(5)煅烧的筛下物主要集中于300目以下。
[0017]更优地，所述步骤(6)中，取300目的筛下物。
[0018]优选地，所述步骤(5)中，装钵量为1
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2kg。
[0019]优选地，所述步骤(1)中，放电下限低于2V。
[0020]一种退役钴酸锂电池的再生方法，包括上述的退役钴酸锂电池的回收方法；
[0021]所述步骤(6)中，筛下物进行补锂再生。
[0022]一种正极材料，由上述的退役钴酸锂电池的回收方法制备而成。
[0023]一种正极粉料在制备低杂质的正极材料中的用途，所述正极粉料由上述的退役钴酸锂电池的再生方法所制备的正极粉料。
[0024]本专利技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0025]本专利技术提供了一种退役钴酸锂电池的回收方法，其通过对钴酸锂电池进行拆解获得正极片，然后破碎先进行一次煅烧，除去PVDF后进行超声波筛分，除去Al箔，筛下物进行二次煅烧后筛分后的筛下物进行补锂重生技术，解决废旧电池回收困难，对环境污染严重等问题，以及解决直接回收技术中，PVDF和导电剂等杂质的影响；又能缓解重生过程中废气、废水对环境的污染问题。
附图说明
[0026]图1是高温除杂后粉料的SEM图。
[0027]图2是除杂后粉料的XRD图谱。
[0028]图3是除杂后扣电0.1C放电比容量。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本方案的技术方案。
[0031]一种退役钴酸锂电池的回收方法，包括以下步骤：
[0032](1)：将废旧钴酸锂电池彻底放电后在手套箱中拆解分离出正极片；
[0033]将退役钴酸锂电池中拆分的正极片，退役是指锂电池的外观，电性能，安全等方面降低到初始时的最低标准时，比如比容量小于80％判定为不合格，进行退役处理；此步骤中，将废旧钴酸锂电池放电后，可避免原电池中的电极影响后续正极片处理；
[0034](2)：将正极片进行初步破碎，正极片被剪碎为片状，片状的正极片尺寸为1
‑
9cm2；
[0035]此步骤中，将正极片进行初步破碎时，需要预将正极片剪碎成片状，确保后续高温煅烧及除杂后仍能保持颗粒表面干净，没有出现明显裂纹，以保证正极材料在修复再生前后形貌粒径一致；因此正极片所剪碎的面积不应过大或过小，此步骤中，若正极片被剪碎至
尺寸过小时，容易导致后续煅烧和除杂不完全的问题，而过大会导致后续颗粒裂纹明显；在1
‑
9cm2这个大小区间能够满足对装钵量的要求，以及煅烧后更有利于筛分处理，减少正极材料中铝杂质的引入。
[0036](3)：将破碎后钴酸锂极片进行400
‑
550℃高温煅烧，烧结气氛为空气，烧结时长至少为1h，除去PVDF；
[0037]PVDF，即聚偏二氟乙烯，一般钴酸锂电池用到的粘结剂；在400
‑
550℃高温煅烧后，即可除去PVDF；一般PVDF的分解温度是316℃，而本方案在需要在400
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550℃高温煅烧，一方面可以除去PVDF，另一方面需要初步去除杂质及对钴酸锂煅烧，结合步骤(2)中将正极片剪碎为片状，进而使后续在步骤(4)中可以在振动筛中收集到钴酸锂，进而使钴酸锂与杂质分离；
[0038](4)：对步骤(3)获得的物料经超声波振动筛，除去筛上物Al箔；
[0039]结合步骤(2)中正极片剪碎为片状，此步骤中获得的物料与铝杂质在尺寸上形成区别，铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种退役钴酸锂电池的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)：将废旧钴酸锂电池彻底放电后在手套箱中拆解分离出正极片；(2)：将正极片进行初步破碎，正极片被剪碎为片状，片状的正极片尺寸为1
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9cm2；(3)：将破碎后钴酸锂极片进行400
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550℃高温煅烧，烧结气氛为空气，烧结时长至少为1h，除去PVDF；(4)：对步骤(3)获得的物料经超声波振动筛，除去筛上物Al箔；(5)：对步骤(4)中获得的筛下物，装钵进行500
‑
650℃高温煅烧，烧结气氛为空气，烧结时长至少为3h，除去导电剂；(6)：对煅烧后的粉料进行超声波筛分。2.根据权利要求1所述的退役钴酸锂电池的回收方法，其特征在于，所述步骤(4)中，振动筛为50
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300目振动筛，使铝杂质主要集中于50目筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹元成，赵玉振，李首顶，颜东，
申请(专利权)人：广东瑞科美电源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：