专利名称：一种处理锂离子电池正极片分离活性物与铝的方法
技术领域：
本发明属资源循环利用领域，具体涉及从锂离子电池正极片中分离铝和有价活性物的方法。
背景技术：
锂离子电池是现代先进化学电源，广泛应用于消费电子产品、军工产品、航空产品、工具和运输产品等的动力能源，也是未来电动汽车首选的轻型高能动力电池，在全球具有巨大的市场。锂离子电池与其他化学电源相似的结构外壳、电芯、电解液；其中电芯由正极片、负极片、隔膜以一定结构组合而成。正极片是正极材料涂覆于铝质膜上而成，负极片是负极材料涂覆于铜质膜上而成。作为锂离子电池的锂离子“贮存库”的正极材料，是以L1、Co、N1、Mn等有色金属元素为主要组成的复合氧化物材料，如LiCo02、Li (Co, Ni) O2,Li (Co，Ni，Mn) O2等。可见，锂离子电池正极材料成了有色金属材料的重要应用领域之一。以移动通讯为例，目前全球移动电话用户超过35亿，中国用户超过6亿,并在逐年增长。作为可充电电池，锂离子电池经过数百次充放电后(一般使用广2年)，由于膨胀变形、容量下降等导致报废，于是每年报废待处理的锂离子电池数量巨大，并将逐年大幅度增长。大量失效废弃的锂离子电池成了 L1、Co、N1、Mn、Cu和Al等的重要二次资源。失效电池经拆除外壳(金属或塑料)后的电芯，其金属元素含量列于表I中。其中铜是作为电池负极的集流体材料，铝是电池正极的集流体材料，钴(镍、锰)和锂是正极活性材料的主要成分。因此，废旧锂离子电池是铜、铝、锂、钴(镍、锰)等的重要二次资源，具有比其一次资源更高的含量。表I常见锂离子电池芯体材料中的金属含量
权利要求
1.一种处理锂离子电池正极片分离活性物与铝的方法，其特征在于，将失效锂离子电池正极片经过破碎、干燥后，在温度30(T38(TC下，通入氯气进行氯化分离处理，得到热挥发分和含正极活性物的固体产物；将所述的热挥发分直接冷凝得到氯化铝，或进行氧化得到氧化铝。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制处理Ikg铝用总氯气量4.(Γ4. 2kg。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氯气流量按Ikg招计O.14"O. 42kg/min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述的热挥发分氧化得到氧化铝过程是将热挥发分气体直接通入氧化反应器中，与预热纯氧气反应得到氧化铝和氯气；所得氯气经炽热碳粒脱除氧气后，返回用于氯化分离处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进入氧化反应器中热挥发分气体温度250^350 0C ;预热氧气温度至30(T40(rC。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，从氧化反应器出来的混合流体经收尘、净化，得氧化铝和氯气。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，氧化过程氧铝比控制处理Ikg铝用总氧气量 O. 90 0· 95kg。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，氧气流量按Ikg铝计O.030^0. 092kg/min0
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，氧化反应产生的氯气经炽热碳粒层脱除氧气，碳粒温度35(T400°C，在炽热碳粒层碳层停留时间为2飞min。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(I)预处理将失效锂离子电池正极片条片状物料破碎到少于5mm ;烘干，至含水总量少于O. 1% ； (2)氯化分离将经破碎、干燥的物料直接入炉进行氯化分离处理；处理条件为温度300^380°C ;时间10 30min ;氯气流量按Ikg招计O. 14 O. 42kg/min ;热挥发分经冷却得氯化铝，或进入氧化过程；固体产物为正极活性物； (3)氧化铝与氯气回收热挥发分气体直接入氧化反应器，与预热纯氧气反应；其中热挥发分温度25(T350°C ;预热氧气温度30(T40(TC ;氧气流量按Ikg铝计O. 030^0. 092kg/min ;氧化反应温度30(T40(TC，时间l(T30min ;从氧化反应器出来的混合流体经收尘、净化，得氧化铝和氯气；氯气经炽热碳粒除氧气后，返回用于氯化分离处理。
全文摘要
一种处理锂离子电池正极片分离活性物与铝的方法，将失效锂离子电池正极片经过破碎、干燥后，在温度300~380℃下，通入氯气进行氯化分离处理，得到热挥发分和含正极活性物的固体产物；将所述的热挥发分直接冷凝得到氯化铝，或进行氧化得到氧化铝。本发明高效分离铝与正极活性物，以便于后续的处理和加工；且工艺路线短，分离效果好，所得的铝盐收率高；能耗低。
文档编号C01F7/56GK103066343SQ20121056227
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者胡启阳, 李新海, 王志兴, 郭华军, 彭文杰 申请人:中南大学