一種鋰離子電池正極片回收利用方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于裡電池技術領域，設及一種裡離子電池正極片回收利用方法。
【背景技術】
[0002] 由于裡離子電池具有能量密度高、自放電小、循環性能優越等優點，裡離子電池廣 泛應用于備用電源、儲能設備、電動汽車、電動自行車、電動工具中。裡離子電池按照正極材 料分憐酸鐵裡電池、儀鉆儘(侶）酸裡=元材料電池、鉆酸裡電池、儘酸裡電池。其中=元材 料根據儀、鉆、儘(侶）的比例不同可分為111、424、523、622、811等不同型號。
[0003] 在電池生產過程中，極片涂布及制片過程中均會產生一定比例的報廢片，比例高 的達到10%，甚至更多。目前廢舊片回收方法僅為提取里面的稀有金屬元素，然后再做進一 步加工，工序復雜，副產物較多。且極片中侶錐與正極材料很難完全分離，分離出的正極材 料存在較多雜質，不能直接應用到電池上。針對目前生產裡離子電池過程中產生的廢舊正 極片，從節能、實用方面考慮，需要采取有效的方法將正極材料與錐材分離，且分離后的正 極材料能得到有效的回收利用。

【發明內容】

[0004] 為了提供一種實用的、有效的裡離子電池正極片回收利用方法，解決裡離子電池 生產過程中產生的儀鉆儘(侶）酸裡正極片、鉆酸裡正極片回收利用的問題。可對正極材料 與錐材有效的分離，切分離后的正極材料可有效的回收利用。為實現上述目的，本發明采用 的技術方案是： 一種裡離子電池正極片回收利用方法，其特征在于：回收利用步驟如下所述， 1極片分類破碎:將生產過程產生的廢舊裡離子電池正極片按正極活性物質進行分類， 分類進行剪切破碎，大小為I-IOcm2; 2有機溶劑浸泡:破碎后的極片進行有機溶液浸泡，浸泡時間為2-化； 3攬拌處理:采用具備超聲攬拌和機械攬拌功能的攬拌設備，對浸泡后的混合物進行低 速機械攬拌1-1.化，攬拌速度為10-5化/min;再進行超聲攬拌，超聲頻率范圍為15K化-50 Ifflz，兩種攬拌方式同時進行，攬拌時間為1 -化； 4篩網過濾：將侶片和粉料顆粒混合物采用篩網過濾分離，篩網孔徑控制在0.2-0.6cm2，采用無水乙醇進行清洗過濾，清洗過濾次數為2-5次； 5離屯、分離:對篩網篩下的粉料顆粒混合物采用離屯、機進行固液分離，分離后的粉料顆 粒采用無水乙醇進行浸泡1-化，然后進行混合分散攬拌，分散盤速度為300-80化/min，攬拌 時間為0.5-1.化，攬拌結束后再次進行離屯、分離，直至液體到達澄清狀態，將粉料顆粒收集 進行下一步處理； 6堿溶液浸泡:首先向收集的粉料顆粒中加入堿性溶液浸泡1-化，然后進行機械分散攬 拌分散盤速度為300-8(K)r/min，攬拌時間0.5-化； 7再次離屯、分離:對堿溶液浸泡分散后的漿料進行離屯、分離，將收集的粉料顆粒采用去 離子水清洗過濾，直至溶液PH值為8-9結束清洗； 8干燥、除鐵:對去離子水洗涂后的粉料顆粒進行干燥，干燥溫度為100-130°C，時間為 8-12h，對干燥后的粉料顆粒進行過篩篩分及磁力棒除鐵，篩網的目數為120-200目； 9. ICP分析:對篩下的粉料顆粒進行主要元素儀、鉆、儘、裡、侶分析及雜質鐵含量分析， 當鐵雜質含量>10化pm時，需要重新進行磁鐵除磁;材料中主元素不含侶時，若侶含量> I(K)PPm時，需要再次按照（6)、（7)、（8)步驟進行；裡含量小于正極材料要求的化學計量比 時，需要加相應的裡鹽來調整，且需要采用V型粉末混料機進行混合，混料時間為3-化； 10. 材料般燒:經過ICP分析，對相應處理后的材料，采用氧氣氣氛進行分步燒成，工藝 為，300-500°C般燒1-化，600-950°C般燒0-12h，冷卻后得到相應的正極材料。
[0005] 根據所述的裡離子電池正極片回收利用方法，所述正極片是指W儀鉆儘酸裡、儀 鉆侶酸裡或鉆酸裡為正極活性物質并含有碳導電劑和PVDF粘結劑的混合物，涂覆在侶錐上 的極片。
[0006] 根據所述的裡離子電池正極片回收利用方法，所述步驟2的有機溶劑為氮甲基化 咯燒酬、丙酬、二甲基甲酯胺、二甲基乙酷胺、無水乙醇中的一種或多種混合。
[0007] 根據所述的裡離子電池正極片回收利用方法，所述堿溶液為氨氧化鋼或氨氧化鐘 的水溶液，濃度為0.05-0.3mol/L。
[000引根據所述的裡離子電池正極片回收利用方法，所述步驟6裡鹽為氨氧化裡、碳酸裡 或乙酸裡中的一種。
[0009] 根據所述的裡離子電池正極片回收利用方法，所述步驟9正極活性物質中裡的理 論化學計量數為1，實際含量按照1.02-1.06控制。
[0010] 對最終得到的正極材料取樣，采用2032扣式電池 W金屬裡為負極，進行相關的電 化學性能指標測試。儀鉆儘（侶）酸裡材料有多種型號，目前常見的型號有111、424、523、 622、811等，其電化學指標要求根據型號而定，一般111的0.2C克容量>150mAh/g，424的 0.2(：克容量>150111411八，523的0.2(：克容量>160111411八，622的0.2(：克容量>168111411八，811 的0.2C克容量> 195mAh/g。鉆酸裡0.2C克容量> 150mAh/g。
[0011] 本發明的有益技術效果是如下。對廢舊裡離子電池正極片廢料進行有效回收利 用，節約了成本;采用堿溶液浸泡及對多次分離和清洗，可有效去除粉料顆粒中的雜質如金 屬侶等。采用該發明可將正極材料與侶錐完整的分離開，且正極材料保持較好的結構和電 化學特性，不需要前驅體的合成，且加入裡鹽量一般較少。采用高溫有氧般燒可將PVDF粘結 劑、導電碳等雜質去掉，可顯著提高正極材料的純度。
【附圖說明】
[0012] 圖1為回收的儀鉆儘酸裡(W523型號為例)材料的充放電曲線。
【具體實施方式】
[001引實施例1(最佳實施例） W儀鉆儘酸裡巧23型號)正極片為例，其回收處理步驟如下所述。
[0014] 1.極片分類破碎:將極片進行剪切破碎，極片的大小控制在1-lOcm2。
[0015] 2.有機溶劑浸泡:破碎后的極片采用機溶液浸泡，浸泡時間為化。
[0016] 3.攬拌處理：先對浸泡結束后的混合物進行低速機械攬拌化，攬拌速度為15r/ min。再進行超聲攬拌，超聲頻率范圍為20KHZ-35 KHz，使兩種攬拌方式同時進行，攬拌時間 為化。
[0017] 4.篩網過濾：將侶片和粉料顆粒混合物采用篩網過濾分離，篩網孔徑控制在 0.4cm 2,將篩上的侶片采用無水乙醇進行清洗過濾，清洗過濾次數為3次。此時對侶片的處 理結束，進行收集。
[0018] 5.離屯、分離:對篩網篩下的粉料顆粒混合物采用離屯、機進行固液分離。分離后的 粉料顆粒采用無水乙醇進行浸泡化，然后進行混合分散攬拌，分散盤速度為50化/min，攬拌 時間為化。攬拌結束后再次進行離屯、分離，直至液體到達澄清狀態，將粉料顆粒收集進行下 一步處理。
[0019] 6.堿溶液浸泡：首先向收集的粉料顆粒中加入0.1mol/L的化OH堿性溶液浸泡化， 然后進行機械分散攬拌分散盤速度為30化/min,攬拌時間0.化。 7.再次離屯、分離:對堿溶液浸泡分散后的漿料進行離屯、分離，將收集的粉料顆粒采用 去離子水清洗過濾，測得溶液PH值為8結束清洗。
[0020] 8.干燥、除鐵:對去離子水洗涂后的粉料顆粒進行干燥，干燥溫度為Iior，時間為 她。對干燥后的粉料顆粒進行過篩篩分及磁力棒除鐵。篩網的目數為120目。
[0021] 9. ICP分析:對篩下的粉料顆粒進行取樣分析測得結果如表1所示，可看出雜質含 量在要求范圍內，裡化學計量數偏低為0.999，按照化學計量數1.03，需要加入Li2C〇3與粉料 顆粒的摩爾比為0.015:1，即加入的Li2〇)3質量為粉料顆粒質量的1.15%。采用V型粉末混料 機進行混合，混料時間為化。
[0022] 10.材料般燒:經過ICP分析，對相應處理后的材料，采用氧氣氣氛進行分步燒成， 工藝為，400°C般燒1.化，900°C般燒化。冷卻后得到相應的正極材料。
對最終得到的正極材料取樣，采用2032扣式電池 W金屬裡為負極，進行相關的電化學 性能指標測試。如圖1所示，可W看出材料具有較好的充放電性能，放電克容量達到167mAh/ 邑。
[0024] 實施例2 W儀鉆儘酸裡巧23型號)正極片為例，其回收處理步驟如下所述