剥离剂、剥离液组合物及废旧锂离子电池的回收方法技术

本发明专利技术提供了一种剥离剂、剥离液组合物及废旧锂离子电池的回收方法。其包括剥离剂包括碱性化合物和缓蚀剂，碱性化合物为碱金属氢氧化物、C2‑

【技术实现步骤摘要】
剥离剂、剥离液组合物及废旧锂离子电池的回收方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池回收
，具体而言，涉及一种剥离剂、剥离液组合物及废旧锂离子电池的回收方法。

技术介绍

[0002]废旧锂离子电池的处理可以分为放电、再利用、再循环和再回收等工艺阶段。
[0003]在机械破碎分选过程中，为了提高活性物质粉末的回收率，必须通过2次甚至3次破碎降低碎屑粒径的方式实现，但这样势必会增大分选难度，降低分离组分的回收品位。单一的机械破碎分选难以兼顾活性物质回收率和回收品位，因此，通常还需要对电池正极和负极进行二级处理，使活性物质粉末从集流体上脱附下来。目前二级处理的方法主要包括以下几种：
[0004](1)有机溶剂溶解法
[0005]采用有机溶剂可以溶解黏结剂PVDF，有机溶剂的使用一般要附加其他手段，比如超声或者加热等手段，才能达到预期的剥离效果，而且有机溶剂价格通常昂贵，不太适合大规模工业应用。此外，有机溶剂溶解并不适合分离所有类型的黏接剂，例如，当以锂离子电池中使用的黏结剂为PTEE时，NMP等有机溶剂的溶解能力可以忽略不计。
[0006]现有文献(公开号CN109713393A)提供了一种锂电池活性材料的分离的方法。该方法采用混合溶剂对废旧动力锂电池中的正负极活性材料进行回收。有机溶剂不光价格昂贵，还具有较强的毒性，损害人体健康。此外，该方法在剥离过程中还要进行辅热和超声来提高剥离效果，且剥离周期较长，石墨和正极材料没有得到分离。
[0007](2)酸浸或碱浸出法
[0008]现有文献(公开号CN106997972A)提供了一种高效分离废旧锂离子电池正极材料金属集流体的方法。该方法采用挥发性浸出剂(可挥发性有机酸和/或无机酸)对废料进行浸出处理。一般酸性剥离会对设备要求更高，而且在剥离过程中会和正极活性物质发生反应，造成活性物质的部分损失。
[0009](3)热解法
[0010]将正极集流体置于马弗炉中加热到PVDF或PTFE分解温度之上，在热解过程中，黏结剂和导电剂石墨在高温下逐渐分解燃烧，通过筛分后可以得到细颗粒的正极活性物质粉末。热解过程通常需要较高温度，且黏结剂和有机电解质在高温热解过程中会分解产生HF等有毒有害的气体，能耗高，产生的有害气体污染环境。
[0011]现有文献(公开号CN109193064A)提供了一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法。该方法运用热解的方法，使粘结剂碳化从而使正极材料和铝箔进行分离，此方法不仅耗能大，而且还会产生有毒气体。此外，需要增加电解液处理的装置。此方法不适用于电芯材料，因为热解不光对隔膜有影响，而且石墨容易出现变性和损耗的情况。
[0012]针对上述方法存在的问题，有必要提供一种能够同时将正极材料与铝箔分离，将负极石墨与铜箔分离，并且有效回收电解液的方法。

技术实现思路

[0013]本专利技术的主要目的在于提供一种剥离剂、剥离液组合物及废旧锂离子电池的回收方法，以解决现有技术中电极材料与铝箔的分离效果差，且铝箔回收品位低的问题。
[0014]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种剥离剂，该剥离剂包括碱性化合物和缓蚀剂，碱性化合物为碱金属氢氧化物、C2‑
C6的胺、C2‑
C6的醇胺中的一种或多种，缓蚀剂选自钠盐、钾盐、和选自以下化合物中的一种或多种：乙二胺四乙酸、尿素、十六烷基三甲基溴化铵、氯化十二烷基二甲基苄基铵、溴化十二烷基二甲基苄基铵、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、氯化钙、氯化镁、聚丙烯酸铵、异丙醇和乙醚。
[0015]进一步地，碱性化合物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺和三乙胺组成的组中的一种或多种，优选选自氢氧化钠和/或三乙醇胺。
[0016]进一步地，钠盐选自叔丁醇钠、硫酸钠、氯化钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、三聚磷酸钠、丙烯酸钠和柠檬酸钠组成的组中的一种或多种，优选选自磷酸三钠、十二烷基苯磺酸钠、酒石酸钠、叔丁醇钠、十六烷基硫酸钠、氯化钠中的一种或多种；和/或钾盐选自三聚磷酸钾、硅酸钾、丙烯酸钾、硫酸钾、氯化钾、叔丁醇钾、酒石酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、葡萄糖酸钾、柠檬酸三钾组成的组中的一种或多种，优选选自三聚磷酸钾、硅酸钾、葡萄糖酸钾中的一种或多种；和/或优选地，缓蚀剂为选自以下的一种或多种：磷酸三钠与十二烷基苯磺酸钠的混合物，酒石酸钠和乙二胺四乙酸的混合物，尿素和叔丁醇钠的混合物，丙三醇、十六烷基硫酸钠和氯化钠的混合物，氯化钙和三聚磷酸钠的混合物，聚丙烯酸铵和硅酸钾的混合物，乙醚和葡萄糖酸钾的混合物；和/或优选地，磷酸三钠与十二烷基苯磺酸钠的混合物中，二者的重量比为(0.5～10):1，更优选(1～3):1；酒石酸钠和乙二胺四乙酸的混合物中，二者的重量比为(2～50):1，更优选(2～10):1；尿素和叔丁醇钠的混合物中，二者的重量比为(1～10):1，更优选(1～5):1；丙三醇、十六烷基硫酸钠和氯化钠的混合物中，三者的重量比为(0～5):(0～3):1，优选(0.5～3):(0.5～2):1；氯化钙和三聚磷酸钠的混合物中，二者的重量比为(0.1～2.5):1，更优选(1～2):1；聚丙烯酸铵和硅酸钾的混合物中，二者的重量比为(0.2～3):1，更优选(0.5～2):1；或乙醚和葡萄糖酸钾的混合物中，二者的重量比为(0.5～5):1，更优选(1～3):1。
[0017]进一步地，碱性化合物与缓蚀剂的重量比为(3～40):1，优选为(5～30):1。
[0018]本申请的第二方面还提供了一种剥离液，剥离液包括：本申请提供的上述剥离剂和水。
[0019]进一步地，剥离液中，碱性化合物的浓度为1.5～20wt％，和/或缓蚀剂的浓度为0.05～3wt％，和/或剥离液的pH为11.5以上，优选12以上，更优选13以上。
[0020]本申请的第三方面还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，一级剥离剂包括弱碱性化合物和无机盐；二级剥离剂包括本申请提供的上述剥离剂。
[0021]进一步地，弱碱性化合物选自氨水、尿素、碳酸铵、碳酸氢铵、N,N
‑
二甲基氨基二硫代甲酸钠、甲胺、乙胺、苯胺、苄胺、磷酸钠、偏磷酸钠、甲酸钠、乙酸钠、丙烯酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠、硅酸钠、亚硅酸钠和碳酸氢钠组成的组中的一种或多种，优选为柠檬酸钠、或者氨水和/尿素；和/或无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钠、氯化铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、
硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、亚硝酸钠、亚硝酸钾、硫酸铵和硫酸钾组成的组中的一种或多种，优选为硫酸钠、或者氯化钾和/碳酸钠；优选地，弱碱性化合物和无机盐的比例为(1～10):1，优选(1～7):1。
[0022]本申请的第四方面还提供了一种组合剥离液，该组合剥离液包括：一级剥离液和二级剥离液。其中一级剥离液包括上述一级剥离剂和水；二级剥离液包括上述二级剥离剂和水或为上述剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剥离剂，其特征在于，所述剥离剂包括碱性化合物和缓蚀剂，所述碱性化合物为碱金属氢氧化物、C2‑
C6的胺、C2‑
C6的醇胺中的一种或多种，所述缓蚀剂选自钠盐、钾盐、和选自以下化合物中的一种或多种：乙二胺四乙酸、尿素、十六烷基三甲基溴化铵、氯化十二烷基二甲基苄基铵、溴化十二烷基二甲基苄基铵、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、氯化钙、氯化镁、聚丙烯酸铵、异丙醇和乙醚。2.根据权利要求1所述的剥离剂，其特征在于，所述碱性化合物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺和三乙胺组成的组中的一种或多种，优选选自氢氧化钠和/或三乙醇胺。3.根据权利要求1或2所述的剥离剂，其特征在于，所述钠盐选自叔丁醇钠、硫酸钠、氯化钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、三聚磷酸钠、丙烯酸钠和柠檬酸钠组成的组中的一种或多种，优选选自磷酸三钠、十二烷基苯磺酸钠、酒石酸钠、叔丁醇钠、十六烷基硫酸钠、氯化钠中的一种或多种；和/或所述钾盐选自三聚磷酸钾、硅酸钾、丙烯酸钾、硫酸钾、氯化钾、叔丁醇钾、酒石酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、葡萄糖酸钾、柠檬酸三钾组成的组中的一种或多种，优选选自三聚磷酸钾、硅酸钾、葡萄糖酸钾中的一种或多种；和/或优选地，所述缓蚀剂为选自以下的一种或多种：磷酸三钠与十二烷基苯磺酸钠的混合物，酒石酸钠和乙二胺四乙酸的混合物，尿素和叔丁醇钠的混合物，丙三醇、十六烷基硫酸钠和氯化钠的混合物，氯化钙和三聚磷酸钠的混合物，聚丙烯酸铵和硅酸钾的混合物，乙醚和葡萄糖酸钾的混合物；和/或优选地，所述磷酸三钠与十二烷基苯磺酸钠的混合物中，二者的重量比为(0.5～10):1，更优选(1～3):1；所述酒石酸钠和乙二胺四乙酸的混合物中，二者的重量比为(2～50):1，更优选(2～10):1；所述尿素和叔丁醇钠的混合物中，二者的重量比为(1～10):1，更优选(1～5):1；所述丙三醇、十六烷基硫酸钠和氯化钠的混合物中，三者的重量比为(0～5):(0～3):1，更优选(0.5～3):(0.5～2):1；所述氯化钙和三聚磷酸钠的混合物中，二者的重量比为(0.1～2.5):1，更优选(1～2):1；所述聚丙烯酸铵和硅酸钾的混合物中，二者的重量比为(0.2～3):1，更优选(0.5～2):1；或所述乙醚和葡萄糖酸钾的混合物中，二者的重量比为(0.5～5):1，更优选(1～3):1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的剥离剂，其特征在于，所述碱性化合物与所述缓蚀剂的重量比为(3～40):1，优选为(5～30):1。5.一种剥离液，其特征在于，所述剥离液包括：权利要求1至4中任一项所述的剥离剂和水。6.根据权利要求5所述的剥离液，其特征在于，所述剥离液中，所述碱性化合物的浓度为1.5～20wt％，和/或所述缓蚀剂的浓度为0.05～3wt％，和/或所述剥离液的pH为11.5以上，优选12以上，更优选13以上。7.一种剥离剂组合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：石茹冰，任伟阳，郭叶，苑晓凯，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：