剥离剂、废旧锂离子电池电极材料的剥离方法技术

本发明专利技术提供了一种剥离剂、废旧锂离子电池电极材料的剥离方法。该剥离剂包括嗜酸性细菌及水，嗜酸性细菌的质量浓度为0.1～10％。本发明专利技术的剥离剂剥离精准度更高，反应更温和，剥离效果更好，更绿色环保。后续将其应用与剥离技术中时，操作工艺更简单安全、能耗更低。基于本发明专利技术剥离剂，可得到回收率及回收品位均较高的正极材料及负极材料，且后续回收得到的金属箔也较完整。也较完整。也较完整。

【技术实现步骤摘要】
剥离剂、废旧锂离子电池电极材料的剥离方法


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种剥离剂、废旧锂离子电池电极材料的剥离方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其具有电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性好以及无记忆效应等诸多优点，而广泛被应用于新能源电动汽车、笔记本电脑、便携式工具、电动自行车等领域。但由于其使用寿命一般为3～5年，失效后的锂离子电池会造成环境污染和资源浪费等问题。此外，锂离子电池中含有镍、钴、锰、铝、铜、锂等可回收资源。因此，回收锂离子电池有巨大的环境、经济及战略价值，既防止了废弃电池对环境造成的污染，同时还使有限的资源得以再回收利用。
[0003]现有废旧锂电池中，电极材料的回收方法通常包括湿法和火法冶金回收技术。湿法中常用强酸与粉碎的电池粉反应，然后通过多级萃取分离提纯目标金属，湿法回收存在如下缺点：1、需要分选，这增加了对于存储空间的需求并增加了工艺成本和复杂性；2、由于电极材料中元素的相似特性，分离某些元素(钴，镍，锰，铁，铜，铝)比较困难，多级萃取需要大量的有机萃取剂，工艺复杂、废水多、环境污染大。火法冶金存在缺点是回收材料纯度低、能耗高、对设备要求高、不能回收有机物，而且有机物反应过程中会产生有害气体。CN109004306A中采用NaOH溶液和微生物耐碱芽孢杆菌M29搭配进行三元电池的正负级进行剥离，但是，该方法中，NaOH为强碱，其对设备腐蚀大，要求高。而且剥离是采用与铝箔发生反应后，使得正极材料脱落，NaOH与Al反应会放出大量热和产生H2，会产生危险，CN109004306A中且使用微生物耐碱芽孢杆菌M29对三元电池的正负级回收率也较低。
[0004]鉴于此，有必要提供一种新型剥离剂，以解决现有剥离技术中存在的电极材料及有价金属材料回收率低、纯度低，工艺复杂，尤其是工艺环保性、安全性较差的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种剥离剂、废旧锂离子电池电极材料的剥离方法，以解决现有技术中存在的电极材料及有价金属材料回收率低、纯度低，工艺复杂，尤其是工艺环保性、安全性较差的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种剥离剂，剥离剂包括嗜酸性细菌及水，嗜酸性细菌的质量浓度为0.1～10％。
[0007]进一步地，剥离剂中，嗜酸性细菌选自氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌、铁氧化钩端螺旋菌或嗜酸乳酸杆菌中的一种或多种；优选嗜酸性细菌的质量浓度为0.1～1％；更优选地，嗜酸性细菌选自嗜铁钩端螺旋菌和铁氧化钩端螺旋菌，嗜铁钩端螺旋菌和铁氧化钩端螺旋菌的质量比为(0.1～1)：(0.1～0.5)；或者，嗜酸性细菌选自氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌，氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的质量比为(0.01～0.15)：(0.01～0.15)。
[0008]进一步地，剥离剂的pH为1～5，优选为1～3，更优选为1.8～2.4。
[0009]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种剥离剂组合物，剥离剂组合物包括：一级剥离剂和二级剥离剂，其中，一级剥离剂包括第一弱碱性化合物、第一缓蚀剂及水；二级剥离剂为前述的剥离剂。
[0010]进一步地，第一弱碱性化合物选自醋酸钠、甲酸钠、丙酸钠、丙烯酸钠、碳酸钠、苯甲酸钠、溴化钠或溴化钾中的一种或多种；优选地，第一缓蚀剂选自氯化钠、氯化钾、硅酸钠或碳酸钾中的一种或多种；优选地，一级剥离剂中，第一弱碱性化合物的质量浓度为0.1～10％，更优选为0.1～5％；优选地，一级剥离剂中，第一缓蚀剂的质量浓度为0.1～10％，更优选为1～10％；优选地，一级剥离剂的pH为8～13，进一步优选为10～11；更优选地，一级剥离剂中，第一弱碱性化合物选自醋酸钠、甲酸钠和碳酸钠，第一缓蚀剂选自氯化钠，第一弱碱性化合物和第一缓蚀剂的质量比为(0.1～5):1，优选(2.5～5):1。或者，一级剥离剂中，第一弱碱性化合物选自丙酸钠、磷酸钾和溴化钾，第一缓蚀剂选自硅酸钠，第一弱碱性化合物和第一缓蚀剂的质量比为(1～10):1，例如5:1。
[0011]进一步地，剥离剂组合物还包括三级剥离剂，三级剥离剂包括第二弱碱性化合物、第二缓蚀剂及水；优选地，第二弱碱性化合物选自磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸钾、碳酸钠、碳酸钾或偏硅酸钠中的一种或多种；优选地，第二缓蚀剂选自硫代硫酸钠、硫酸钠、硅酸钠或溴酸钠中的一种或多种；优选地，三级剥离剂中，第二弱碱性化合物的质量浓度为0.01～15％，更优选为0.1～8％；优选地，三级剥离剂中，第二缓蚀剂的质量浓度为0.01～15％，更优选为0.1～8％；优选地，三级剥离剂中，第二弱碱性化合物和第二缓蚀剂的质量比为(0.05～10):1；更优选地，三级剥离剂中，第二弱碱性化合物选自磷酸钠、焦磷酸钠和偏硅酸钠，第二缓蚀剂选自硫酸钠、硅酸钠和溴酸钠，第二弱碱性化合物和第二缓蚀剂的质量比为(3～5):1；或者，三级剥离剂中，第二弱碱性化合物选自磷酸钠、磷酸钾和偏硅酸钠，第二缓蚀剂选自硫酸钠、硅酸钠和溴酸钾，第二弱碱性化合物和第二缓蚀剂的质量比为(3～5):1；或者，三级剥离剂中，第二弱碱性化合物选自磷酸钠、焦磷酸钠和碳酸钠，第二缓蚀剂选自硫代硫酸钠，第二弱碱性化合物和第二缓蚀剂的质量比为(0.01～6):1。
[0012]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种废旧锂离子电池电极材料的剥离方法，剥离方法包括：对废旧锂离子电池进行预处理，得到包含正极片、负极片和隔膜的第一混料，正极片包括正极材料和铝箔、负极片包括负极材料和铜箔；采用前述的剥离剂组合物对第一混料进行分级剥离处理，得到正极材料、负极材料、铜箔和铝箔。
[0013]进一步地，剥离剂组合物包括一级剥离剂和二级剥离剂；剥离方法包括：采用一级剥离剂对第一混料进行一级剥离处理，得到负极材料和含有正极片、隔膜及铜箔的一级剥离产物；采用二级剥离剂对一级剥离产物进行二级剥离处理，得到正极材料和含有隔膜、铜箔和铝箔的二级剥离产物。
[0014]进一步地，二级剥离处理过程中，处理温度为10～50℃；处理时间为5～100min；搅拌速度为100～300r/min；优选地，一级剥离处理过程中，处理时间为1～10min；搅拌速度为100～400r/min。
[0015]进一步地，剥离剂还包括三级剥离剂；在二级剥离处理后，剥离方法还包括：采用三级剥离剂对二级剥离产物依次进行三级剥离处理、分选及色选，得到隔膜、铜箔和铝箔；优选地，三级剥离处理过程中，处理时间为1～30min；搅拌速度为100～400r/min。
[0016]进一步地，预处理步骤包括：对废旧锂离子电池依次进行放电处理、拆解和切割处理，得到第一混料。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种前述的剥离剂、前述的剥离剂组合物在废旧锂离子电池剥离领域的应用。
[0018]本专利技术的剥离剂剥离精准度更高，反应更温和，剥离效果更好，更绿色环保。后续将其应用与剥离技术中时，操作工艺更简单安全、能耗更低。基于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剥离剂，其特征在于，所述剥离剂包括嗜酸性细菌及水，所述嗜酸性细菌的质量浓度为0.1～10％。2.根据权利要求1所述的剥离剂，其特征在于，所述剥离剂中，所述嗜酸性细菌选自氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌、铁氧化钩端螺旋菌或嗜酸乳酸杆菌中的一种或多种；优选所述嗜酸性细菌的质量浓度为0.1～1％；更优选地，所述嗜酸性细菌选自所述嗜铁钩端螺旋菌和所述铁氧化钩端螺旋菌，所述嗜铁钩端螺旋菌和所述铁氧化钩端螺旋菌的质量比为(0.1～1)：(0.1～0.5)；或者，所述嗜酸性细菌选自所述氧化亚铁硫杆菌和所述氧化硫硫杆菌，所述氧化亚铁硫杆菌和所述氧化硫硫杆菌的质量比为(0.01～0.15)：(0.01～0.15)。3.根据权利要求1或2所述的剥离剂，其特征在于，所述剥离剂的pH为1～5，优选为1～3，更优选为1.8～2.4。4.一种剥离剂组合物，其特征在于，所述剥离剂组合物包括：一级剥离剂和二级剥离剂，其中，所述一级剥离剂包括第一弱碱性化合物、第一缓蚀剂及水；所述二级剥离剂为权利要求1至3中任一项所述的剥离剂。5.根据权利要求4所述的剥离剂组合物，其特征在于，所述第一弱碱性化合物选自醋酸钠、甲酸钠、丙酸钠、丙烯酸钠、碳酸钠、苯甲酸钠、溴化钠或溴化钾中的一种或多种；优选地，所述第一缓蚀剂选自氯化钠、氯化钾、硅酸钠或碳酸钾中的一种或多种；优选地，所述一级剥离剂中，所述第一弱碱性化合物的质量浓度为0.1～10％，更优选为0.1～5％；优选地，所述一级剥离剂中，所述第一缓蚀剂的质量浓度为0.1～10％，更优选为1～10％；优选地，所述一级剥离剂的pH为8～13，进一步优选为10～11；更优选地，所述一级剥离剂中，所述第一弱碱性化合物选自醋酸钠、甲酸钠和碳酸钠，所述第一缓蚀剂选自氯化钠，所述第一弱碱性化合物和所述第一缓蚀剂的质量比为(0.1～5):1；或者，所述一级剥离剂中，所述第一弱碱性化合物选自丙酸钠、磷酸钾和溴化钾，所述第一缓蚀剂选自硅酸钠，所述第一弱碱性化合物和所述第一缓蚀剂的质量比为(1～10):1。6.根据权利要求4所述的剥离剂组合物，其特征在于，所述剥离剂组合物还包括三级剥离剂，所述三级剥离剂包括第二弱碱性化合物、第二缓蚀剂及水；优选地，所述第二弱碱性化合物选自磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸钾、碳酸钠、碳酸钾或偏硅酸钠中的一种或多种；优选地，所述第二缓蚀剂选自硫代硫酸钠、硫酸钠、硅酸钠或溴酸钠中的一种或多种；优选地，所述三级剥离剂中，所述第二弱碱性化合物的质量浓度为0.01～15％，更优选为0.1～8％；优选地，所述三级剥离剂中，所述第二缓蚀剂的质量浓度为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：石茹冰，苑晓凯，任伟阳，郭叶，毕瑞，郭梦凡，王力伟，
申请(专利权)人：河北中化锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：