专利名称：由废、旧极片中回收正、负极材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种回收电池正、负极材料的方法，特别是由废、旧极片中回收正、负极材料的方法。
背景技术：
锂离子电池是近年来因其体积小、容量大、无记忆而被广泛使用的一种绿色二次电池。制做锂离子电池极片的材料应符合产品标准规定的各项指标。锂离子电池由正极片和负极片构成，正、负极片是分别把合格的正、负极材料与有机物PVDF、导电极、溶剂NMP混合均匀调制为浆料，再均匀的涂布在作为基材的铝箔或铜箔上，干燥得锂离子正、负极片。在极片生产过程中必然会产生一些达不到标准的废极片，如涂布不匀、掉粉等，在合格极片的分切过程中也会产生边角、接头废料，还有废、旧电池的极片。对这些废、旧极片的传统处理方法是，先将废料的正、负极片分开，对正极片是归类为含钴、锂、铝废料，通常是用酸全部溶掉，再用多极淬取的方法分获得各种盐类材料。对负极片仅按含铜废料处理，实际上负极材料的价值要比铜高出多倍。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种回收电池正、负极材料的方法，本发明的方法是保持电池正、负极材料的原始理化指标，用物理法有针对性的去除电池制作中添加的辅料而回收得合格的电池正、负极材料。
本发明的技术方案是，(a)、将废、旧极片清洗、去杂，分捡正、负极片；(b)、分别将正、负极材料从基材上用物理法分离；(c)、清除杂质、筛分；(d)、检测正、负极材料成份，补充不足成份至标准量，得正、负极材料；(e)、检验合格、包装、入库。
将正、负极材料从基材上用物理法分离的方法为高温法，具体为，(a)、分别将废、旧正、负极片置于370-660℃的环境中3-24小时，至PVDF完全分解，正、负极材料从基材上脱落；(b)、取脱落下的正极材料，检测成份，补充不足成份至标准量；(c)、将补充的成份材料与脱落下的正极材料混合均匀，置于750-950℃的环境下经8-15小时的固相合成，粉碎、过150目筛分，得合格的正极材料；
(d)、取脱落下的负极材料粉碎、过150目筛分，得负极材料；(e)、检验合格、包装、入库。
将正、负极材料从基材上用物理法分离的方法为比重法，具体为，(a)、将废、旧的正、负极片分别置于球磨机中，磨球为树脂包裹钢球，球磨至正、负极材料完全从基材上脱落并与PVDF、导电剂分离，分别得正极材料与基材碎片、PVDF、导电剂的混合物，负极材料与基材碎片、PVDF的混合物；(b)、去除基材碎片，200目筛分，取筛下物；(c)、从上述混合物中除去PVDF含有正、负极材料的混合物分别置于容器中，按液固重量比1∶1加入清水或处理水浸泡、搅拌、沉淀、去除漂浮的PVDF，取沉淀物过滤、烘干、粉碎、过150目筛分，取筛下物，检验并标出成份及含量、包装、入库。
本发明采用物理法由废、旧极片中回收正、负极材料的方法有两种，一种是高温法，一种是比重法。高温法设定的处理温度是高于有机物PVDF在空气中的热分解温度，低于铝的熔点，以保证PVDF完全分解，正、负极材料能从基材上完全脱落分离，而基材不被熔化，处理的温度和时间主要是根据处理极片材料的量而作调整，处理量多则需时间长一些，温度高一些，如果处理量较少也可以根据具体需要设定如温度高，时间短，或温度低，时间长。在此过程中由于温度的原因，正极材料中的钴酸锂会有部分被还原，所以需要检测成份，补充不足成份至标准量，然后经高温固相合成。在两次加温的过程中，导电剂将被完全分解。由于PVDF粘合力不强，粘合力容易被破坏，而作为基材的铝、铜延展性很强，不易被粉碎。在比重法中是将废、旧极片直接置入球磨机中球磨，用球磨机的机械力使正、负极材料从基材上完全脱落并与PVDF、导电剂分离，磨球外表面必须由树脂包裹，以免磨球成份进入正、负极材料。除去PVDF是利用其比重小于水的特性，用水将PVDF与正、负极材料分离。此时得到的正、负极材料是包含有导电剂，产品上应作标注，使用时要根据标注的导电剂的含量增减导电剂，也可用高温去除导电剂。本发明采用物理的方法从废、旧极片材料回收正、负极材料，在整个过程中始终没有改变正、负极材料自身的各项理化指标，故产品质量上乘，且工艺方法科学合理，回收成本低，回收率高，可广泛适用于从废、旧极片中回收锂离子、镍镉、镍氢电池的正、负极材料，是一种新型的回收电池正、负极材料的方法。
图1为极片示意2为极片局部剖面放大图
具体实施例方式
实施例1 高温法从废、旧锂离子电池极片中回收正、负极材料(a)、将废、旧锂离子电池极片(1)清洗、去杂并分捡出正、负极片；(b)、分别将废、旧正、负极片置于转窑或推板窑中，温度为370-600℃的3-24小时，至PVDF被完全分解，正、负极材料(2)从基材(3)上完全脱落分离，分别得正、负极材料；(c)、取脱落下的正极材料(2)检测成份，通常会有5-20％的钴酸锂被还原，补充不足的锂元素至标准量；(d)、将补充的成份材料与脱落下的正极材料混合均匀，置于750-950℃的环境下经8-15小时的固相合成，两次高温，正极材料中的导电剂被完全分解，经粉碎、过150目筛分，得达标的正极材料；(e)、检验合格、包装、入库。
实施例2 比重法从废、旧锂离子电池极片中回收正、负极材料(a)、将废、旧锂离子电池极片(1)清洗、去杂并分捡出正、负极片；(b)、废、旧正、负极片(1)分别置于卧式球磨机中，磨球为树脂包裹钢球，控制球磨机转速30-250转/分钟，球磨时间为30-300分钟，至正、负极材料完全粉碎脱落，分别得正、负极材料(2)与基材(3)碎片、粉末状PVDF和导电剂的混合物；(c)、去除基材碎片，200目筛分，筛下物分别为正极材料、导电剂与PVDF的混合物，负极材料与PVDF的混合物；(d)、从上述混合物中除去PVDF，是分别将脱落下的正、负极材料置于容器，按液固重量比1∶1加入清水或处理水浸泡、搅拌、沉淀、去除漂浮物，该工序进行2-6次，取沉淀物过滤、烘干、粉碎、过150目筛分，筛下物分别为含有导电剂的正极材料和负极材料，检验并标出成份及含量、包装、入库。配浆料时注意该产品内含有导电剂及少量PVDF。
如果要将上述产品内导电剂及少量PVDF去除，可将上述产品置于600-930℃的高温中3-24小时可去除导电剂，再粉碎、过150目筛分，检验产品合格、包装、入库。
权利要求
1.一种由废、旧极片中回收正、负极材料的方法，其特征在于，(a)、将废、旧极片(1)清洗、去杂，分捡正、负极片；(b)、分别将正、负极材料(2)从基材(3)上用物理法分离；(c)、清除杂质、筛分；(d)、检测正、负极材料成份，补充不足成份至标准量，得正、负极材料；(e)、检验合格、包装、入库。
2.如权利要求1所述的由废、旧极片中回收正、负极材料的方法，其特征在于，将正、负极材料(2)从基材(3)上用物理法分离的方法为高温法，具体为，(a)、分别将废、旧正、负极片(1)置于370-660℃的环境中3-24小时，至PVDF完全分解，正、负极材料(2)从基材(3)上脱落；(b)、取脱落下的正极材料，检测成份，补充不足成份至标准量；(c)、将补充的成份材料与脱落下的正极材料混合均匀，置于750-950℃的环境下经8-15小时的固相合成，粉碎、过150目筛分，得合格的正极材料；(d)、取脱落下的负极材料粉碎、过150目筛分，得负极材料；(e)、检验合格、包装、入库。
3.如权利要求1所述的由废、旧极片中回收正、负极材料的方法，其特征在于，将正、负极材料(2)从基材(3)上用物理法分离的方法为比重法，具体为，(a)、将废、旧的正、负极片(1)分别置于球磨机中，磨球为树脂包裹钢球，球磨至正、负极材料完全从基材上脱落并与PVDF、导电剂分离，分别得正极材料(2)与基材(3)碎片、PVDF、导电剂的混合物，负极材料(2)与基材(3)碎片、PVDF的混合物；(b)、去除基材碎片，200目筛分，取筛下物；(c)、从上述混合物中除去PVDF含有正、负极材料的混合物分别置于容器中，按液固重量比1∶1加入清水或处理水浸泡、搅拌、沉淀、去除漂浮的PVDF，取沉淀物过滤、烘干、粉碎、过150目筛分，取筛下物，检验并标出成份及含量、包装、入库。
4.如权利要求3所述的由废、旧极片中回收正、负极材料的方法，其特征在于，(a)、正极材料(2)置于600-930℃的高温中3-24小时去除导电剂；(b)、粉碎、过150目筛分，得纯净正极材料；(c)、检验合格、包装、入库。
5.如权利要求3所述的由废、旧极片中回收极片材料的方法，其特征在于，废、旧极片为锂离子、镍镉、镍氢电池的正、负极片。
全文摘要
一种由废、旧极片中回收正、负极材料的方法，是把废、旧极片上的正、负极材料从基材上用物理法分离。分离的方法为高温法和比重法，高温法是分别将废、旧正、负极片置于高温中，至PVDF分解，正、负极材料从基材上脱落，经处理得合格的正、负极材料。比重法是将正、负极片球磨至正、负极材料从基材上脱落并与PVDF、导电剂分离，经处理再用水分离PVDF。本发明采用物理的方法从废、旧极片材料回收正、负极材料，在整个过程中始终没有改变正、负极材料自身的各项理化指标，故产品质量上乘，且工艺方法科学合理，回收成本低，回收率高，可广泛适用于从废、旧极片中回收锂离子、镍镉、镍氢电池的正、负极材料，是一种新型的回收电池正、负极材料的工艺方法。
文档编号H01M6/52GK1758478SQ20051001100
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月7日 优先权日2005年9月7日
发明者朱明明 申请人:朱明明