一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺，煅烧极片，剥离极片上待除碳的锂电池材料；对从极片上所剥离下的锂电池材料进行水洗静置，以使附着在锂电池材料颗粒表面的含碳材料脱离并浮于上层；除去上层溶液，并对下层沉降物料进行干燥；将干燥后的物料放入气流粉碎分级设备中进行粉碎，气流粉碎控制粒径

【技术实现步骤摘要】
一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺


[0001]本专利技术涉及废旧锂电池回收领域，具体涉及一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺
。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有电压高
、
体积小
、
能量密度大
、
自放电小
、
安全性高等优点，被广泛地应用于消费类电子产品
、
动力电池
、
工业储能等各个领域
。
近年来，随着锂离子电池生产数量和使用数量的快速增长，废旧锂离子电池的数量也越来越庞大
。
目前，锂离子电池的回收再利用已经受到人们越来越多的重视
。
[0003]对于这些退役报废锂离子电池的回收，此前主要采用火法或者湿法工艺，回收其中的贵重金属，如
Li、Co
等，但是该法不仅对锂离子电池中各种材料的利用率低，而且对环境的污染较大，回收成本也较高，故今后的趋势是先将锂离子电池拆解，然后根据材料的类型，作针对性的回收利用
。
[0004]电池中的正极片是由正极料浆涂敷在集流体
(
铝箔
)
上构成，正极料浆是将正极材料
、
导电剂和粘结剂等物质混合构成，粘结剂则主要起到成膜作用，使正极材料均匀涂布并粘附在集流体铝箔上，保证材料的加工稳定性
。
对于拆解下来的正极片，回收利用前需要先将其中的正极材料与铝箔分开，但剥离下来的粉料含有较多的含碳材料，使得回收的正极片性能不佳，因此解决材料中碳含量高的问题可以使得产品达到商业料的水平
。
[0005]含碳材料主要分为材料本身自带的碳材料
、
匀浆配方中添加导电剂的材料以及粘结剂中碳化后存在的碳材料等，因此需要从材料表面到材料本身的碳材料入手，目前针对锂电池材料物理法的再生修复降碳问题没有很好的方案去解决
。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺，以克服上述现有技术中的不足
。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺，包括如下步骤：
[0008]S1、
煅烧极片，并剥离极片上待除碳的锂电池材料；
[0009]S2、
对从极片上所剥离下的锂电池材料进行水洗静置，以使附着在锂电池材料颗粒表面的含碳材料脱离并浮于上层；
[0010]S3、
除去上层溶液，并对下层沉降物料进行干燥；
[0011]S4、
将干燥后的物料放入气流粉碎分级设备中进行粉碎，将锂电池材料颗粒内部的含碳材料分离开，气流粉碎控制粒径
D50
＜
1.5
μ
m
，含碳量多的较轻物料在分级后进入脉冲收粉处；
[0012]S5、
将集粉箱中的物料放入浮选机中进行碳材料深层次浮选，添加浮选药剂，通过浮选机鼓泡，以将含有未煅烧完全的含碳有机物进行清除，最终得到下沉物，即为含碳量较
少的再生锂电池材料
。
[0013]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进
。
[0014]进一步，
S1
中煅烧温度为
380℃
‑
780℃
，时间为
2h
‑
7h
，煅烧环境为惰性气体氛围下
。
[0015]更进一步，煅烧温度为
650℃
‑
780℃
，时间为
5h。
[0016]更进一步，惰性气体为氮气
、
氩气
、
氦气
、
二氧化碳等中的一种或多种混合物
。
[0017]更进一步，煅烧所采用的设备为煅烧窑炉，煅烧窑炉为回转窑
、
辊道窑
、
隧道窑
、
推板炉
、
箱式炉等的一种
。
[0018]进一步，
S2
中水洗固液比为1：
(2
‑
5)。
[0019]更进一步，
S2
中水洗固液比为1：
2、1
：
3、1
：4或1：
5。
[0020]进一步，
S2
中水洗搅拌方式为磁力搅拌
、
机械搅拌
、
气体搅拌或液体搅拌，水洗时间为
10min
‑
120min
，静置时间为
30min
‑
90min。
[0021]进一步，
S3
中干燥环境为无氧环境或者真空环境
。
[0022]进一步，
S4
中气流粉碎的气压为
0.4mPa
‑
0.8mPa
；脉冲除尘后端的引风机频率为
0.5Hz
‑
9Hz。
[0023]更进一步，
S4
中气流粉碎的气压为
0.4mPa
‑
0.8mPa
；脉冲除尘后端的引风机频率为
3Hz
‑
9Hz。
[0024]进一步，气流粉碎控制粒径
D50
＜1μ
m。
进一步，气流粉碎中分级轮脉冲频率为
3Hz
‑
9Hz。
[0025]进一步，
S5
中浮选所添加浮选药剂的溶剂为去离子水，浮选剂为煤油或六氟磷酸钠
。
[0026]进一步，
S5
中所得下沉物在无氧环境或者真空环境下干燥
。
[0027]本专利技术的有益效果是：通过本专利技术中各工序的处理，使得废旧锂电池材料中碳含量有效降低，从而解决了废旧锂电材料在回收过程中碳含量无法降低的问题，结合锂电材料的物理法再生修复，可以实现绿色环保的锂资源循环，此外，经过本专利技术各工序的处理废旧锂电池材料克容量得到有效提升；
[0028]在本专利技术所述技术方案中控制气流粉碎的气压是为了兼顾产能与粉碎的效果，气压过大与过小都不利于粒径粉碎与产能的提升；
[0029]控制引风机频率主要是为控制对含碳小颗粒材料的吸力；
[0030]控制气流粉碎粒径的目的如下：
[0031]第一：是满足国标及行业的粒径要求，
D50
一般在
1.5
±
0.6
μ
m
；
[0032]第二：是对大块颗粒进行粉碎，暴露内层颗粒之间的含碳材料，有利于下一步去除含碳材料；
[0033]引风机具体频率根据废旧锂电材料中电芯的正极极片进行选择；
[0034]控制气流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
煅烧极片，并剥离极片上待除碳的锂电池材料；
S2、
对从极片上所剥离下的锂电池材料进行水洗静置，以使附着在锂电池材料颗粒表面的含碳材料脱离并浮于上层；
S3、
除去上层溶液，并对下层沉降物料进行干燥；
S4、
将干燥后的物料放入气流粉碎分级设备中进行粉碎，气流粉碎控制粒径
D50
＜
1.5
μ
m
，含碳量多的较轻物料在分级后进入脉冲收粉处；
S5、
将集粉箱中的物料放入浮选机中进行碳材料深层次浮选，添加浮选药剂，通过浮选机鼓泡，以将含有未煅烧完全的含碳有机物进行清除，最终得到下沉物，即为含碳量较少的再生锂电池材料
。2.
根据权利要求1所述的一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺，其特征在于：
S1
中煅烧温度为
380℃
‑
780℃
，时间为
2h
‑
7h
，煅烧环境为惰性气体氛围下
。3.
根据权利要求1或2所述的一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺，其特征在于：
S2
中水洗固液比为1：
(2
‑
5)。4.
根据权利要求1或2或3所述的一种降低废旧锂电池物理法再生正极产品碳含量的工艺，其特征在于：
S2
中水洗固液比为1：
2、1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉振，方婷，李首顶，袁勋龙，吕超然，胡文，郑田，
申请(专利权)人：武汉瑞科美新能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：