一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法与流程

文档序号:20603081发布日期:2020-05-01 21:49阅读:1664来源:国知局

本发明属于锂电池正极材料回收处理技术领域,具体涉及一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法。



背景技术:

锂离子电池以其能量密度高、重量轻、使用寿命长、自放电率低且无记忆效应等优点而被广泛应用在移动通讯、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车等领域。锂离子电池的主要部分是正、负极片,正极片通常是正极活性材料、导电剂、粘结剂均匀混合成浆料后涂布在集流体铝箔上而制成的,其中正极活性材料一般为锂的化合物,如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等,而且正极活性材料约占电池总成本的30-40%。将正极活性材料制成浆料涂布在集流体上、制作锂电池正极材料时由于配比不正确产生的不合格浆料、清洗储槽、管道或者地面等产生的废液等环节都不可避免的会产生废弃浆料,不仅造成资源浪费,而且处理不当易造成环境污染。因此,为了节约成本、保护环境,有必要对正极废弃浆料实施回收。锂电池正极浆料的成分包括正极材料、碳粉、n-甲基吡咯烷酮简称nmp(溶剂)、聚偏氟乙烯简称pvdf(粘合剂)及其他杂质。目前市场上出现了一些用于锂电池正极废弃浆料的回收处理系统和方法,如中国专利文件201610662341.4公开的《一种锂离子电池正极废弃浆料回收系统及回收方法》,其公开的回收系统实现了锂离子电池生产中正极废弃浆料连续高效的回收,不仅能确保回收物料的纯度,而且效率高、污染小,但该技术方案缺少nmp回收方法,并且回收流程较为繁琐;同样的中国专利文件201610157841.9公开了一种《锂离子电池正极材料废浆料的回收方法》,其采用生产中配制浆料所用溶剂nmp与锂离子电池正极材料费浆料混合,然后蒸馏去除水分,处理过程未引入新的成分,废浆料在处理后可以直接在用于电池极片拉浆,操作简单,易于实施,但该技术方案通过引入配制浆料所用的溶剂nmp来制取固液混合物,并通过制取的固液混合物来直接用于极片拉浆的方法虽然能够实现废浆料的回收再利用,但废浆料中的金属元素依旧没有实现分离,并且该方法与实际生产的工艺并不匹配。因此提供一种能够有效将锂电池正极废弃浆料中的金属元素进行分离、同时能够实现nmp回收处理的工艺方法对于环境保护、降低成本和匹配现有实际生产工艺均具有重要的意义。



技术实现要素:

本发明的目的在于:提供了一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法,其采用离心机固液分离,常压蒸馏回收nmp,高温煅烧固相,粉碎机破碎,最后浸出回收金属的方法,与现有电池正极材料回收工艺相匹配,工艺简单,易于实施,且能对可回收物nmp进行回收,有助于节约资源,降低成本。

本发明采用的技术方案如下:

一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法,包括以下步骤:

步骤一:过滤分离:将正极浆料进行过滤分离,得到nmp液相,与正极材料固相;

步骤二:蒸馏回收:将步骤一所得nmp液相进行蒸馏处理,提纯得到纯净的nmp液体;

步骤三:煅烧:将步骤一所得的正极材料固相在煅烧炉中进行高温煅烧;

步骤四:粉碎:将煅烧后的正极材料经粉碎机处理,得到正极材料粉末;

步骤五:浸出:将正极材料粉末进行酸浸回收工艺回收其中各金属元素。

所述步骤一中的过滤方式为离心过滤,滤布孔径为200-800目。

所述步骤二中的蒸馏过程为常压蒸馏,蒸馏温度在80-100℃。

所述步骤三中煅烧炉中的煅烧温度为300-600℃。

所述步骤三中煅烧炉上固定连接接有尾气吸收装置。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1)本发明采用离心机固液分离,常压蒸馏回收nmp,高温煅烧固相,粉碎机破碎,最后浸出回收金属的方法,工艺简单,易于实施,且能对可回收物nmp进行回收,有助于节约资源,降低成本;

2)本发明通过对废弃浆料中nmp和金属元素进行分离回收,与现有电池正极材料回收工艺相匹配,回收效率高、污染小,能够有效降低传统废弃浆料的处理成本,相较于现有技术更具市场竞争力。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合各实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法,包括以下步骤:

步骤一:过滤分离:将正极浆料采用离心过滤的方式进行过滤分离,滤布孔径为200-400目,得到nmp液相与正极材料固相,所述采用离心过滤方式便于正极材料固相进行凝聚析出,同样也可采用搅拌过滤的方式来进行;

步骤二:蒸馏回收:将步骤一所得nmp液相在常压、蒸馏温度在80-85℃下进行蒸馏处理,提纯得到纯净的nmp液体;

步骤三:煅烧:将步骤一所得的正极材料固相在煅烧炉中以300-400℃煅烧3-5h,高温煅烧能够有效将正极材料固相中的水分和杂质进行清除,同时所述煅烧炉上固定连接接有尾气吸收装置,尾气吸收装置能够将煅烧过程中产生的有害气体进行收集,防止有害气体溢散到空气中,有助于保护环境,所述煅烧炉和尾气吸收装置均采用现有技术来进行,进而本实施例中对其具体结构和工作原理不再进行详细描述;

步骤四:粉碎:将煅烧后的正极材料经粉碎机处理,得到正极材料粉末;

步骤五:浸出:将正极材料粉末进行酸浸回收工艺回收其中各金属元素。

实施例2

一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法,包括以下步骤:

步骤一:过滤分离:将正极浆料采用离心过滤的方式进行过滤分离,滤布孔径为400-600目,得到nmp液相与正极材料固相;

步骤二:蒸馏回收:将步骤一所得nmp液相在常压、蒸馏温度在85-95℃下进行蒸馏处理,提纯得到纯净的nmp液体;

步骤三:煅烧:将步骤一所得的正极材料固相在煅烧炉中以400-500℃煅烧3-5h,所述煅烧炉上固定连接接有尾气吸收装置;

步骤四:粉碎:将煅烧后的正极材料经粉碎机处理,得到正极材料粉末;

步骤五:浸出:将正极材料粉末进行酸浸回收工艺回收其中各金属元素。

实施例3

一种锂电池正极废弃浆料的回收处理方法,包括以下步骤:

步骤一:过滤分离:将正极浆料采用离心过滤的方式进行过滤分离,滤布孔径为600-800目,得到nmp液相与正极材料固相;

步骤二:蒸馏回收:将步骤一所得nmp液相在常压、蒸馏温度在95-100℃下进行蒸馏处理,提纯得到纯净的nmp液体;

步骤三:煅烧:将步骤一所得的正极材料固相在煅烧炉中以500-600℃煅烧3-5h,所述煅烧炉上固定连接接有尾气吸收装置;

步骤四:粉碎:将煅烧后的正极材料经粉碎机处理,得到正极材料粉末;

步骤五:浸出:将正极材料粉末进行酸浸回收工艺回收其中各金属元素。

经实验表明在所述滤布孔径在200-800目、蒸馏温度在80-100℃、煅烧温度在300-600℃的范围内,废弃浆料的处理达标率会随着滤布孔径目数、蒸馏温度和蒸馏温度的提高而提高,但如果滤布孔径目数和蒸馏温度过高,对滤布、蒸馏塔和煅烧炉的要求也就越严格,会增加处理成本,进而为保证废弃浆料的有效处理回收,故而滤布孔径应该在800目、蒸馏温度在95℃、煅烧温度在500℃左右为宜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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