专利名称：锂离子电池正极材料废浆料的回收方法
锂离子电池正极材料废浆料的回收方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池正极材料，尤其是一种有效回收锂离子电池正极 材料废浆料的方法。
背景技术：
电池制作过程中，由于操作不当或者长时间暴露于空气，浆料吸水后可 能会出现结块现象而成为废桨料。对于结块后的废浆料，生产实践当中一般 作为废旧物料售卖，或者直接再用于极片拉浆。浆料所用金属元素资源有 限，而且作为废旧物料如果处理不当有可能造成环境污染；结块后的废浆料 如果直接用于极片拉浆，粗硬的废浆料颗粒有可能扎破隔膜(巻绕电芯时) 或者在轧辊作用下(极片拉桨时)扎破极片，使电池内部发生短路，严重影 响成品电池的质量。实用可行的废浆料回收方法对节约资源、保护环境和降 低成本都具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效回收锂离子电池正极材料废 浆料的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池正极材料废桨料的回 收方法，该方法包括以下步骤
(1 )将锂离子电池正极材料废浆料和N —甲基吡咯烷酮混合；
(2 )对步骤(1 )所得混合物进行蒸馏。 生产实践中锂离子电池正极材料在配制浆料时采用N—甲基吡咯烷酮
(NMP )作为溶剂。本发明方法的基本设计思路是，采用生产中配制浆料 所用溶剂NMP与锂离子电池正极材料废浆料混合，然后蒸馏去除废浆料中 的水分，废浆料因结块现象消失而得以再生，在此过程中未引入新的成分， 原来的废浆料按照本发明方法处理后与新配制的浆料性状相同，可以再用于 电池极片拉浆。步骤(2)中的蒸馏温度可以为蒸馏压力下N —甲基吡咯垸酮的沸腾温度。
步骤(1 )中锂离子电池正极材料废浆料和N —甲基吡咯垸酮的重量比
可以选择为1 :0.1 1 :2 。
控制步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物中液体的含量比例，使步骤 (2 )蒸馏后得到的固液混合物在室温下的黏度为2000 10000cp ，这样的 固液混合物的黏度符合电池极片拉桨的浆料黏度要求，便于将步骤(2)蒸 馏后得到的固液混合物用于电池极片拉桨或将步骤(2)蒸馏后得到的固液 混合物与新配制的浆料一起用于电池极片拉浆。具体黏度值根据生产中的浆 料黏度要求确定。
控制步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物中液体的含量比例、使步骤 (2 )蒸馏后得到的固液混合物在室温下的黏度为2000 10000cp的方法 为测试固液混合物中液体和固体的比例，当液体与固体的质量比为0.35 0.45时蒸馏过程结束。
为了使锂离子电池正极材料废浆料和N —甲基吡咯烷酮混合均匀，可以 在步骤(2)之前对锂离子电池正极材料废浆料和N —甲基吡咯烷酮的混合 物进行至少1小时的搅拌。
为了使锂离子电池正极材料废浆料和N—甲基吡咯烷酮混合得更加均 匀，可以在步骤(2)之前对锂离子电池正极材料废浆料和N —甲基吡咯垸 酮的混合物进行搅拌的同时在6(TC 18CTC下加热。
步骤(2)中的蒸馏过程可以采用减压蒸馏，这样更容易去除水分。
当步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物的黏度大于电池极片拉浆的浆料 黏度要求值时，控制步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物的黏度的方法为 在步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物中加入N —甲基吡咯垸酮。加入N — 甲基吡咯烷酮后固液混合物的黏度降低，以符合电池极片拉浆的浆料黏度要 求。
当步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物的黏度小于电池极片拉浆的浆料 黏度要求值时，控制步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物的黏度的方法为
对步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物进行蒸馏。蒸馏过程去除混合物中一 定量的N—甲基吡咯垸酮，固液混合物的黏度增加，以符合电池极片拉浆的 浆料黏度要求。蒸馏温度可以为蒸馏压力下N —甲基吡咯烷酮的沸腾温度。
对步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物采用减压蒸馏过程进行蒸馏，以
使蒸馏过程更易进行。
本发明方法采用生产中配制浆料所用溶剂NMP与锂离子电池正极材料 废浆料混合，然后蒸馏去除水分，处理过程未引入新的成分，废浆料按照本 发明方法处理后可以直接再用于电池极片拉桨。本发明方法步骤简单，操作 方便，易于实施，非常有利于节约资源、保护环境和降低电池制造成本。
具体实施方式
实施例1
取含水量为10%的钴酸锂结块废浆料2千克倒入10升带搅拌罐，往其中 注入1000克NMP ，用油浴加热至120°C ，搅拌1小时；所得固液混合物进 入蒸馏装置，在该蒸馏装置内进行常压蒸馏，200°C (该固液混合物在常压 下的沸腾温度)下蒸馏至液体与固体质量比为0.4 (取固液混合物试样进行 测试得到液体与固体质量比)。蒸馏后的固液混合物冷却至室温，测得其黏 度为7000cp。蒸馏后的固液混合物可在电池制造中直接用作极片拉浆的浆 料。
实施例2
取含水量为5%的钴酸锂结块废浆料2千克倒入10升带搅拌罐，往其中 注入700克NMP ，用油浴加热至120°C ，搅拌1小时；所得固液混合物进 入减压蒸馏装置，在该减压蒸馏装置内进行减压蒸馏，压力为-0.08MPa， 132°C (该固液混合物在-0.08MPa下的沸腾温度)下蒸馏至液体与固体质量 比为0.37 (取固液混合物试样进行测试得到液体与固体质量比)，冷却至室 温测得黏度为5000cp。蒸馏后的固液混合物可在电池制造中直接用作极片拉 衆的浆料。
实施例3
取含水量为5%的钴酸锂结块废浆料2千克倒入10升带搅拌罐，往其中 注入700克NMP ，用油浴加热至120°C ，搅拌1小时；所得固液混合物进 入减压蒸馏装置，在该减压蒸馏装置内进行减压蒸馏，压力为-O.lMPa ， 81.5°C (该固液混合物在-0.1MPa下的沸腾温度)下蒸馏至液体与固体质量
比为0.37 (取固液混合物试样进行测试得到液体与固体质量比)，冷却至室 温测得黏度为7400cp。蒸馏后的固液混合物可在电池制造中直接用作极片拉 浆的浆料。
对比例
用相同的方法分别采用10千克实施例1所得固液混合物作为浆料、IO千 克实施例2所得固液混合物作为浆料、IO千克实施例3所得固液混合物作为 浆料、9千克正常浆料+l千克结块废浆料搅拌后作为浆料，拉浆制作400 只700mAh电池(每种浆料各100只)，以电流850mA过充至12V ,采用结 块废浆料的电池中有8只发生爆炸，采用实施例l、实施例2、实施例3所 得固液混合物作为浆料的电池没有发生爆炸。
权利要求
1. 一种锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其特征在于包括以下步骤(1)将锂离子电池正极材料废浆料和N-甲基吡咯烷酮混合；(2)对步骤(1)所得混合物进行蒸馏。
2、 根据权利要求l所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其 特征在于步骤(1 )中锂离子电池正极材料废浆料和N —甲基吡咯烷酮的 重量比为1: 0.1 1:2 。
3、 根据权利要求'l所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其特征在于控制所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物中液体的含量比例，使所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物在室温下的黏度为2000 10000cp 。
4、 根据权利要求3所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其 特征在于控制所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物中液体的含量比 例、使所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物在室温下的黏度为2000 10000cp的方法为测试固液混合物中液体和固体的比例，当液体与固体的质量比为0.35 0.45蒸馏过程结束。
5、 根据权利要求l、 2 、 3或4所述的锂离子电池正极材料废浆料的 回收方法，其特征在于在步骤(2 )之前，对锂离子电池正极材料废浆料 和N—甲基吡咯烷酮的混合物进行至少1小时的搅拌。
6、 根据权利要求5所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其 特征在于在步骤(2)之前，对锂离子电池正极材料废浆料和N —甲基吡 咯垸酮的混合物进行搅拌的同时在6(TC 180°C下加热。
7、 根据权利要求6所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其 特征在于步骤(2)中的蒸馏过程为减压蒸馏。
8、 根据权利要求7所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其特征在于控制所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物的黏度的方法为在所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物中加入N —甲基吡咯烷酮。
9、 根据权利要求7所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其特征在于控制所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物的黏度的方法为对所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物进行蒸馏。
10、根据权利要求9所述的锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，其特征在于对所述步骤(2)蒸馏后得到的固液混合物采用减压蒸馏过程进行蒸馏。
全文摘要
本发明提供一种锂离子电池正极材料废浆料的回收方法，该方法包括以下步骤(1)将锂离子电池正极材料废浆料和N-甲基吡咯烷酮混合；(2)对步骤(1)所得混合物进行蒸馏。本发明方法采用生产中配制浆料所用溶剂NMP与锂离子电池正极材料废浆料混合，然后蒸馏去除水分，处理过程未引入新的成分，废浆料按照本发明方法处理后可以直接再用于电池极片拉浆。本发明方法步骤简单，操作方便，易于实施，非常有利于节约资源、保护环境和降低电池制造成本。
文档编号C02F9/04GK101205104SQ20061015784
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者先雪峰, 刘会权, 熊德宇 申请人:比亚迪股份有限公司