一种废旧锂电池正负极材料的分离方法技术

本申请涉及一种废旧锂电池正负极材料的分离方法，属于锂电池回收技术领域；方法包括：对待回收的正负极材料进行焙烧，以使所述正负极材料颗粒化并热分解部分有机物，得到焙烧混合物；对所述焙烧混合物进行粉末化处理，得到混合粉料；于溶液中利用微生物对所述混合粉料中剩余的有机物进行消耗，得到浆料；对浆料进行浮选，得到第一负极材料和浮选尾矿；对所述浮选尾矿进行磁选，得到正极材料和第二负极材料；该方法采用物理分离与生物分离相结合，无二次污染，且其中的生物培养过程为对于正极材料表面粘结剂的消耗过程，减小了正极材料对于负极材料石墨的吸附作用，继而提高正极材料的回收率即负极材料石墨的回收率。回收率即负极材料石墨的回收率。回收率即负极材料石墨的回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂电池正负极材料的分离方法


[0001]本申请涉及锂电池回收
，尤其涉及一种废旧锂电池正负极材料的分离方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池被研发出来之后，最初商业化用于数码电子设备中。随着能源危机和城市雾霾等环境污染问题，人们意识到必须减少甚至停止使用燃油车，因此，将锂离子电池应用为车辆的动力源。近年来，锂电新能源汽车得到了广泛的应用和发展，国内新能源汽车的使用数量越来越大。但不可忽视的问题是,锂离子电池经过一定次数的充放电后，容量会逐渐损失直至不满足车辆的使用要求。伴随而来的是电池材料的回收再利用问题。
[0003]现有技术中废旧锂离子电池的回收利用需先将其进行拆解、放电、破碎、筛分、磁选等预处理，得到塑料外壳、隔膜、铜箔、铝箔和正负极混合电极材料，其中正负极混合电极材料主要为正极材料、负极材料及粘结剂，其中，正极材料主要为Li、Ni、Co，负极材料主要为石墨，粘结剂于正极材料一般采用油性有机物如PVDF(聚偏二氟乙烯),负极一般采用水溶性有机物SBR(丁苯橡胶)、CMC(羧甲基纤维素钠)等。对于正负极材料的回收，目前一般将正负极材料分别进行回收再利用，主要原因为负极材料中的粘结剂为水溶性的，只要进行高温水洗，粘结剂就会溶于水中，由此将负极材料石墨分离出来。如果将正、负极材料一起进行回收再利用，在处理过程中，因正极材料中含有大量油性粘结剂，不易与正极材料相分离，使得正极材料表面的吸附性较强，石墨极容易依附于正极材料表面，使得正负极材料难以进行分离。另外，目前对于正极材料的分离一般采用有机酸或无机酸将正极材料中的金属离子浸出，得到含有相关金属离子的盐溶液，酸浸盐析法可使用无机酸和有机酸两种酸，该过程中易使正负极材料依附的铝集流体溶解，造成Li、Ni、Co回收效率低，且容易造成二次污染。
[0004]为避免二次污染，有人提出了废旧锂电池正负极材料浮选分离的方案，其包括以下步骤：
[0005](1)将废旧锂电池正负极材料与水混合，并进行搅拌调浆得到混合料浆；(2)向步骤(1)得到的所述混合料浆中加入捕收剂并进行搅拌调浆；(3)将步骤(2)搅拌调浆后的料浆置于浮选机中，加入pH调节剂调节浆料pH、加入分散剂、添加起泡剂并进行浮选分离，得到含锂正极极粉和负极石；该方法得到的负极石中含有大量的金属颗粒，且锂正极极粉中的有价值的钴、镍无法直接分离出，导致废旧锂电池中的有价值的钴、镍无法回收；还有人提出了另一种回收方法，其包括以下步骤，步骤一，高温处理，将待回收的正极片放入在加热炉中，先后经过300～400℃和500～600℃两段高温处理后，活性物质自动脱落形成粉末，粉末冷却后备用；步骤二，去除导电碳，收集步骤一处理后自动脱落的粉末，粉末过筛后装入到容器，再将容器放置在加热炉进行在600～850℃下二次烘烤除去粉体中的导电碳，然后过筛即获得合格粉体；步骤三，尾气处理和废料利用，将步骤一和步骤二中产生的尾气通入固定床进行无害化处理，将步骤一中产生的集流体回收，该方案仅仅是对正极中的粉体
进行回收，由于废旧锂电池在回收过程中正极材料和负极材料是混合在一起的，采用上述的方法无法实现废旧锂电池中的有价值金属回收利用。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种废旧锂电池正负极材料的分离方法，以改善对正负极材料的回收率，同时避免回收过程的二次污染。
[0007]第一方面，本申请提供了一种废旧锂电池正负极材料的分离方法，所述方法包括：
[0008]对待回收的正负极材料进行焙烧，以使所述正负极材料颗粒化并热分解部分有机物，得到焙烧混合物；
[0009]对所述焙烧混合物进行粉末化处理，得到混合粉料；
[0010]于溶液中利用微生物对所述混合粉料中剩余的有机物进行消耗，得到浆料；
[0011]对浆料进行浮选，得到第一负极材料和浮选尾矿；
[0012]对所述浮选尾矿进行磁选，得到正极材料和第二负极材料。
[0013]作为一种可选的实施方式，所述焙烧的温度为400～600℃。
[0014]作为一种可选的实施方式，所述粉末化处理的方式包括球磨，所述球磨的研磨球材质为非金属材质。
[0015]作为一种可选的实施方式，所述球磨中，所述焙烧混合物和研磨球的重量比为1：(0.01～0.05)，所述球磨的转述为300～1000rpm，所述球磨的时间为20～40h。
[0016]作为一种可选的实施方式，所述于溶液中利用微生物对所述混合粉料中剩余的有机物进行消耗中，整个所述消耗过程的温度为30～35℃，所述消耗的时间为60～100h。
[0017]作为一种可选的实施方式，所述微生物包括EM生态菌。
[0018]作为一种可选的实施方式，所述于溶液中利用微生物对所述混合粉料中剩余的有机物进行消耗包括：
[0019]把微生物、混合粉料、复合氨基酸和蔗糖混合于第一溶剂中，以对所述混合粉料中剩余的有机物进行消耗；所述溶剂、混合粉料、微生物、复合氨基酸和蔗糖的质量比为1000:(300～500):(0.5～3):(3～5):(3～5)。
[0020]作为一种可选的实施方式，所述对浆料进行浮选包括：
[0021]把浆料和第二溶剂、调整剂、抑制剂、起泡剂进行混合，后进行浮选；
[0022]所述调整剂包括碳酸钠；所述抑制剂包括六偏磷酸钠，所述起泡剂包括甲基异丁基甲醇。
[0023]作为一种可选的实施方式，所述第二溶剂的体积用量为所述浆料体积的5～10倍。
[0024]作为一种可选的实施方式，所述浮选中，每吨待回收的所述正负极材料所使用的调整剂的质量为1000～1500g，每吨待回收的所述正负极材料所使用的抑制剂的质量为400～500g，每吨待回收的所述正负极材料所使用的起泡剂的质量为20～30g；和/或
[0025]所述浮选的充气量为0.1～0.25m3/(min
·
m2)。
[0026]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0027]本申请实施例提供的该方法，采用物理分离与生物分离相结合，无二次污染，且其中的生物培养过程为对于正极材料表面粘结剂的消耗过程，减小了正极材料对于负极材料石墨的吸附作用，继而提高正极材料的回收率即负极材料石墨的回收率。
附图说明
[0028]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本申请实施例提供的方法的流程图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂电池正负极材料的分离方法，其特征在于，所述方法包括：对待回收的正负极材料进行焙烧，以使所述正负极材料颗粒化并热分解部分有机物，得到焙烧混合物；对所述焙烧混合物进行粉末化处理，得到混合粉料；于溶液中利用微生物对所述混合粉料中剩余的有机物进行消耗，得到浆料；对浆料进行浮选，得到第一负极材料和浮选尾矿；对所述浮选尾矿进行磁选，得到正极材料和第二负极材料。2.根据权利要求1所述的废旧锂电池正负极材料的分离方法，其特征在于，所述焙烧的温度为400～600℃。3.根据权利要求1所述的废旧锂电池正负极材料的分离方法，其特征在于，所述粉末化处理的方式包括球磨，所述球磨的研磨球材质为非金属材质。4.根据权利要求3所述的废旧锂电池正负极材料的分离方法，其特征在于，所述球磨中，所述焙烧混合物和研磨球的重量比为1：(0.01～0.05)，所述球磨的转述为300～1000rpm，所述球磨的时间为20～40h。5.根据权利要求1所述的废旧锂电池正负极材料的分离方法，其特征在于，所述于溶液中利用微生物对所述混合粉料中剩余的有机物进行消耗中，整个所述消耗过程的温度为30～35℃，所述消耗的时间为60～100h。6.根据权利要求1所述的废旧锂电池正负极材料的分离方法，其特征在于，所述微生物包括EM...

【专利技术属性】
技术研发人员：张薇，史建鹏，皮智超，苟斌，金玲，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：