一种回收利用钛酸锂电极片的方法

文档序号:10689578阅读:358来源:国知局
一种回收利用钛酸锂电极片的方法
【专利摘要】本发明涉及领域,具体涉及一种回收利用钛酸锂电极片的方法,包括以下步骤:(1)去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性物质和铝箔的极片部分;(2)将含有负极活性物质和铝箔的极片部分在300?600℃下做一次烧成处理,分离得到负极活性物质和铝箔,铝箔做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质粉碎、筛分,得到钛酸锂负极材料。本发明回收利用钛酸锂电极片的方法具有环境污染小,回收率高,便于实现产业化的特点,而且本发明方法简单,操作成本低,对降低锂电池的生产成本、节约资源、保护环境都具有积极作用,对促进锂电池的应用发展更是具有重要意义。
【专利说明】
一种回收利用钛酸锂电极片的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及锂电池回收技术领域,具体涉及一种回收利用钛酸锂电极片的方法。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池被称为"摇椅电池",它主要依靠锂离子在正极和负极之间的移动来工 作。充电时,Li+从正极脱嵌。经过电解液嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。与商 品化的碳负极材料相比,尖晶石结构钛酸锂(Li 4Ti5O12)具有三维网络结构,可以进行快速 充放电,具有大倍率充放电特性;钛酸锂在充放电过程中不发生结构改变,被称为"零应变" 材料,具有非常优良的循环性能;充放电平台高达1.55V(vs Li+),具有很好的安全性能;理 论比容量为175mAh/g,实际比容量可达165mAh/g,因此被广泛用作锂离子负极材料。随着钛 酸锂电池用量的急速增加,报废的钛酸锂电池也逐年大幅度增加。废旧的钛酸锂电池中含 有大量的有价金属,其中包括钛、锂、铝等金属元素,若能回收不但可以产生巨大的经济效 益,而且减少了对环境的污染、节约资源、降低能耗,也可实现电池行业的可出续发展。
[0003] 近几年有很多科研工作者对废旧锂离子电池材料负极材料的回收与再生做了大 量的工作,如中国专利申请号CN201310306520.0公开了一种从废旧锂离子电池中对负极材 料石墨再生利用的方法;中国专利申请号CN200810030494.2公开了一种回收锂离子负极材 料回收方法,主要是回收碳素负极材料;中国专利申请号CN 201010236448.5公开了一种回 收锂电池残次负极极片上方法;中国专利申请号200910040963.3公开了一种锂离子电池石 墨类负极材料的回收方法;中国专利申请号CN201110233096.2公开一种利用废旧的负极钛 酸锂制备碳酸锂的方法,从而实现了钛酸锂极片的再生利用。
[0004] 综上所述,目前针对废旧锂离子电池石墨类负极的回收方法较多,而对于新型负 极材料钛酸锂的回收还很少,对于活性材料钛酸锂还没有进行有效的循环利用。钛酸锂作 为锂离子电池的负极材料已被广泛应用于锂离子电池中,在钛酸锂负极片的制作过程中, 因操作不当、涂布不均匀、部分脱料、尺寸不合格等原因造成大量的极片不能满足质量要求 而成为不合格品,在这些工序中也会出现边角料等,废旧的钛酸锂电池中也有钛酸锂极片, 这些极片都不能直接重新使用,必须经过其他处理方式处理后再循环使用,但是针对钛酸 锂负极极片的处理方式还是很少,对于从钛酸锂极片中回收钛酸锂的方法还是空白。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于解决以上技术问题,提供一种回收利用钛酸锂电极片的方法, 通过烧成、粉碎、筛分来实现回收利用钛酸锂电极片,方法简单,操作成本低,对降低锂电池 的生产成本、节约资源、保护环境都具有积极作用,对促进锂电池的应用发展更是具有重要 意义。
[0006] 为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
[0007] 一种回收利用钛酸锂电极片的方法,包括以下步骤:
[0008] (1)去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性物质和铝箱的极片部分;
[0009] (2)将含有负极活性物质和铝箱的极片部分在300-600°C下做一次烧成处理,分离 得到负极活性物质和铝箱,铝箱做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质粉碎、筛分,得 到钛酸锂负极材料。
[0010]进一步地,所述步骤(1)中钛酸锂负极极片是通过将废旧钛酸锂电池做放电处理, 取出电芯,烘烤去除电芯中的电解液,拆除电芯,取得钛酸锂负极极片。
[0011] 更进一步地,所述步骤(1)中取出电芯是在惰性气体环境中完成。
[0012] 更进一步地,所述步骤(1)中烘烤的温度为40-80°C,烘烤的时间为l_5h。
[0013] 进一步地,所述步骤(2)中一次烧成的时间为0.5_3h。
[0014] 进一步地,所述步骤(2)中粉碎是通过机械粉碎、气流粉碎中的至少一种完成。
[0015] 更进一步地,所述机械粉碎为球磨粉碎。
[0016] 进一步地,所述步骤(2)中粉碎和筛分之间,还包括二次烧成,所述二次烧成是在 550-800 °C 下进行。
[0017]进一步地,所述二次烧成的时间为0 · 5_3h。
[0018] 进一步地,所述筛分的筛网为20-200目。
[0019] 本发明将因操作不当、涂布不均匀、部分脱料、尺寸不合格等原因造成大量的废钛 酸锂负极极片以及废旧钛酸锂电池进行回收利用,先去除钛酸锂负极极片的杂质,保留含 有负极活性物质和铝箱的极片部分,然后进行一次烧成,让极片中的粘结剂分解失去粘结 作用,使极片上的活性物质与铝箱彻底分离,分离得到的铝箱做废旧金属回收处理,而分离 得到的活性物质经粉碎,二次烧成,使未反应完的导电剂反应完全,活性物质的颜色恢复白 色,筛分后,得到钛酸锂负极材料。
[0020] 本发明一种回收利用钛酸锂电极片的方法,与现有技术相比,其突出的特点和优 异的效果在于:
[0021] 1.本发明回收利用钛酸锂电极片的方法具有环境污染小,回收率高,便于实现产 业化的特点。
[0022] 2.本发明方法简单,操作成本低,对降低锂电池的生产成本、节约资源、保护环境 都具有积极作用,对促进锂电池的应用发展更是具有重要意义。
【具体实施方式】
[0023]以下通过【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明 的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术 知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
[0024] 实施例1
[0025 ] -种回收利用钛酸锂电极片的方法:
[0026] (1)将废旧钛酸锂电池做放电处理,取出电芯,在80 °C下烘烤Ih,去除电芯中的电 解液,拆除电芯,取得钛酸锂负极极片,去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性 物质和铝箱的极片部分;
[0027] (2)将含有负极活性物质和铝箱的极片部分在600°C下做一次烧成处理0.5h,分离 得到负极活性物质和铝箱,铝箱做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质机械粉碎,然后 在800°C下进行二次烧成0.5h,用200目的筛网筛分,得到钛酸锂负极材料。
[0028] 实施例2
[0029] -种回收利用钛酸锂电极片的方法:
[0030] (1)将废旧钛酸锂电池做放电处理,取出电芯,在40 °C下烘烤5h,去除电芯中的电 解液,拆除电芯,取得钛酸锂负极极片,去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性 物质和铝箱的极片部分;
[0031] (2)将含有负极活性物质和铝箱的极片部分在300°C下做一次烧成处理3h,分离得 到负极活性物质和铝箱,铝箱做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质气流粉碎,然后在 550°C下进行二次烧成3h,用20目的筛网筛分,得到钛酸锂负极材料。
[0032] 实施例3
[0033] -种回收利用钛酸锂电极片的方法:
[0034] (1)将废旧钛酸锂电池做放电处理,取出电芯,在60°C下烘烤3h,去除电芯中的电 解液,拆除电芯,取得钛酸锂负极极片,去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性 物质和铝箱的极片部分;
[0035] (2)将含有负极活性物质和铝箱的极片部分在450°C下做一次烧成处理1.5h,分离 得到负极活性物质和铝箱,铝箱做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质球磨粉碎,然后 在700°C下进行二次烧成lh,用40目的筛网筛分,得到钛酸锂负极材料。
[0036] 实施例4
[0037 ] -种回收利用钛酸锂电极片的方法:
[0038] (1)去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性物质和铝箱的极片部分;
[0039] (2)将含有负极活性物质和铝箱的极片部分在500°C下做一次烧成处理1.5h,分离 得到负极活性物质和铝箱,铝箱做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质气流粉碎,然后 在600°C下进行二次烧成2h,用100目的筛网筛分,得到钛酸锂负极材料。
[0040] 实施例5
[0041 ] -种回收利用钛酸锂电极片的方法:
[0042] (1)去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性物质和铝箱的极片部分;
[0043] (2)将含有负极活性物质和铝箱的极片部分在550°C下做一次烧成处理lh,分离得 到负极活性物质和铝箱,铝箱做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质气流粉碎,然后在 600°C下进行二次烧成2.5h,用20目的筛网筛分,得到钛酸锂负极材料。
[0044] 将实施例1-5得到的钛酸锂负极材料与钛酸锂原始材料做扣式电池测试数据,结 果如表1:
[0045] 表1实施例1-5的钛酸锂负极材料与钛酸锂原始材料扣式电池测试表
【主权项】
1. 一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1) 去除钛酸锂负极极片上的杂质,保留含有负极活性物质和铝箱的极片部分; (2) 将含有负极活性物质和铝箱的极片部分在300-60(TC下做一次烧成处理,分离得到 负极活性物质和铝箱,铝箱做废旧金属回收处理,然后将负极活性物质粉碎、筛分,得到钛 酸锂负极材料。2. 根据权利要求1所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述步骤 (1)中钛酸锂负极极片是通过将废旧钛酸锂电池做放电处理,取出电芯,烘烤去除电芯中的 电解液,拆除电芯,取得钛酸锂负极极片。3. 根据权利要求2所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述步骤 (1)中取出电芯是在惰性气体环境中完成。4. 根据权利要求2所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述步骤 (1) 中烘烤的温度为40-80 °C,烘烤的时间为1 _5h。5. 根据权利要求1所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述步骤 (2 )中一次烧成的时间为0.5-3h。6. 根据权利要求1所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述步骤 (2 )中粉碎是通过机械粉碎、气流粉碎中的至少一种完成。7. 根据权利要求6所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述机械粉 碎为球磨粉碎。8. 根据权利要求1所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述步骤 (2) 中粉碎和筛分之间,还包括二次烧成,所述二次烧成是在550-800°C下进行。9. 根据权利要求8所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述二次烧 成的时间为〇.5-3h。10. 根据权利要求1或8所述的一种回收利用钛酸锂电极片的方法,其特征在于,所述筛 分的筛网为20-200目。
【文档编号】H01M10/54GK106058355SQ201610665778
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月15日 公开号201610665778.3, CN 106058355 A, CN 106058355A, CN 201610665778, CN-A-106058355, CN106058355 A, CN106058355A, CN201610665778, CN201610665778.3
【发明人】高静静, 匡建波, 董杨坚, 范未峰, 王国冬
【申请人】四川兴能新材料有限公司
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