一种锂离子动力电池的回收处理方法与流程

文档序号:11777114阅读:262来源:国知局

本发明涉及锂离子电池回收技术领域,具体是一种锂离子动力电池的回收处理方法。



背景技术:

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、安全性能好、循环寿命长、自放电低等优点,被广泛的应用于移动通讯、计算机、仪器仪表、电动工具中。随着科技的发展和时代的进步,以及电动汽车行业的迅猛发展,人们对理离子电池的需求量急剧增加,使得锂离子动力电池的消费量越来越大。但是锂离子动力电池属于易耗品,每年都会产生很多废旧锂离子动力电池。这些废旧锂离子动力电池含有中有铜、铝等材料,同时还包括钴、镍、锂等稀有金属材料;如果不加回收的进行报废,不仅仅是对环境的污染同时还是对资源的浪费。对锂离子动力电池的回收利用,具有十分重大的现实及社会意义。现有的锂离子动力电池的回收处理方法对锂离子动力电池的回收不彻底,整体回收率低,不但造成了资源的浪费,而且回收后的残留物质对环境造成一定的污染。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池的回收处理方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种锂离子动力电池的回收处理方法,步骤如下:

1)将收集到的废旧锂离子动力电池投入至乙醇溶液中,搅拌20-30min,浸泡4-5h,然后将废旧锂离子动力电池捞出,在55-60℃下进行烘干;

2)在烘干后的锂离子动力电池上刺孔,放置1-2h,使锂离子动力电池内部的电解液流出,并收集电解液,获得第一电解液;

3)将刺孔后的锂离子动力电池送入离心机中,在惰性气体保护下,进行离心处理,使残留的电解液流出并进行收集,获得第二电解液,将第一电解液与第二电解液合并,获得电解液回收总液;

4)将离心后的锂离子动力电池切碎后,加入其总重量20-25%的石墨粉,混合均匀后,投入至加热炉中,在470-480℃下保温处理40-50min,获得混合物a;

5)将混合物a加入至振动筛中,振动筛分,分离除去铝箔,获得混合物b;

6)将混合物b投入至硝酸溶液中,搅拌混合1-2h,然后超声波处理50-60min,过滤,获得第一滤液和第一滤渣;

7)向第一滤液中加入碳酸钠,调节溶液ph为4.5-4.8,过滤,获得第二滤液和第二滤渣;

8)向第二滤液中加入磷酸钠,搅拌混合1-2h,过滤,获得第三滤液和第三滤渣;9)向第三滤液中加入氢氧化钠,调节溶液ph为10.0-10.5,过滤,获得第四滤液和第四滤渣。

作为本发明进一步的方案:步骤1)中,所述乙醇溶液为乙醇浓度为60-70%的乙醇水溶液。

作为本发明再进一步的方案:步骤1)中,搅拌速度为20-30rpm。

作为本发明再进一步的方案:步骤2)中,刺孔位置位于锂离子动力电池的安全阀处。

作为本发明再进一步的方案:步骤3)中,离心处理的转速为8000-10000rpm。

作为本发明再进一步的方案:步骤6)中,所述硝酸溶液的浓度为45-50%,硝酸的用量为混合物b总重量的1.2-1.5倍。

作为本发明再进一步的方案:步骤6)中,所述超声波处理温度为55-60℃,超声波处理频率为60-70khz。

作为本发明再进一步的方案:步骤8)中,所述磷酸钠的用量为第二滤液总重量的15-20%。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明锂离子动力电池的回收处理方法能够实现对废旧锂离子动力电池中的铜、铝、钴、镍、锂的综合有效回收,回收率高,避免了现有回收处理方法收率低的缺陷,有利于保护环境。本发明锂离子动力电池的回收处理方法工艺简单,易于实现,具有重要的市场价值和社会价值。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种锂离子动力电池的回收处理方法,步骤如下:

1)将收集到的废旧锂离子动力电池投入至乙醇溶液中,搅拌20min,浸泡4h,然后将废旧锂离子动力电池捞出,在55℃下进行烘干,其中,所述乙醇溶液为乙醇浓度为60%的乙醇水溶液,搅拌速度为20rpm;

2)在烘干后的锂离子动力电池上刺孔,放置1h,使锂离子动力电池内部的电解液流出,并收集电解液,获得第一电解液,其中,刺孔位置位于锂离子动力电池的安全阀处;

3)将刺孔后的锂离子动力电池送入离心机中,在惰性气体保护下,进行离心处理,使残留的电解液流出并进行收集,获得第二电解液,将第一电解液与第二电解液合并,获得电解液回收总液,其中,离心处理的转速为8000rpm;

4)将离心后的锂离子动力电池切碎后,加入其总重量20%的石墨粉,混合均匀后,投入至加热炉中,在470℃下保温处理40min,获得混合物a;

5)将混合物a加入至振动筛中,振动筛分,分离除去铝箔,获得混合物b;

6)将混合物b投入至硝酸溶液中,搅拌混合1h,然后超声波处理50min,过滤,获得第一滤液和第一滤渣,其中,所述硝酸溶液的浓度为45%,硝酸的用量为混合物b总重量的1.2倍,所述超声波处理温度为55℃,超声波处理频率为60khz;

7)向第一滤液中加入碳酸钠,调节溶液ph为4.5,过滤,获得第二滤液和第二滤渣,以回收铜;

8)向第二滤液中加入磷酸钠,搅拌混合1h,过滤,获得第三滤液和第三滤渣,其中,所述磷酸钠的用量为第二滤液总重量的15%,以回收锂;

9)向第三滤液中加入氢氧化钠,调节溶液ph为10.0,过滤,获得第四滤液和第四滤渣,以回收钴和镍。

实施例2

一种锂离子动力电池的回收处理方法,步骤如下:

1)将收集到的废旧锂离子动力电池投入至乙醇溶液中,搅拌23min,浸泡4.5h,然后将废旧锂离子动力电池捞出,在55℃下进行烘干,其中,所述乙醇溶液为乙醇浓度为62%的乙醇水溶液,搅拌速度为25rpm;

2)在烘干后的锂离子动力电池上刺孔,放置1.5h,使锂离子动力电池内部的电解液流出,并收集电解液,获得第一电解液,其中,刺孔位置位于锂离子动力电池的安全阀处;

3)将刺孔后的锂离子动力电池送入离心机中,在惰性气体保护下,进行离心处理,使残留的电解液流出并进行收集,获得第二电解液,将第一电解液与第二电解液合并,获得电解液回收总液,其中,离心处理的转速为8500rpm;

4)将离心后的锂离子动力电池切碎后,加入其总重量20%的石墨粉,混合均匀后,投入至加热炉中,在470℃下保温处理42min,获得混合物a;

5)将混合物a加入至振动筛中,振动筛分,分离除去铝箔,获得混合物b;

6)将混合物b投入至硝酸溶液中,搅拌混合1.5h,然后超声波处理52min,过滤,获得第一滤液和第一滤渣,其中,所述硝酸溶液的浓度为46%,硝酸的用量为混合物b总重量的1.3倍,所述超声波处理温度为56℃,超声波处理频率为62khz;

7)向第一滤液中加入碳酸钠,调节溶液ph为4.6,过滤,获得第二滤液和第二滤渣;

8)向第二滤液中加入磷酸钠,搅拌混合1h,过滤,获得第三滤液和第三滤渣,其中,所述磷酸钠的用量为第二滤液总重量的18%;

9)向第三滤液中加入氢氧化钠,调节溶液ph为10.1,过滤,获得第四滤液和第四滤渣。

实施例3

一种锂离子动力电池的回收处理方法,步骤如下:

1)将收集到的废旧锂离子动力电池投入至乙醇溶液中,搅拌25min,浸泡4.5h,然后将废旧锂离子动力电池捞出,在58℃下进行烘干,其中,所述乙醇溶液为乙醇浓度为65%的乙醇水溶液,搅拌速度为25rpm;

2)在烘干后的锂离子动力电池上刺孔,放置1.5h,使锂离子动力电池内部的电解液流出,并收集电解液,获得第一电解液,其中,刺孔位置位于锂离子动力电池的安全阀处;

3)将刺孔后的锂离子动力电池送入离心机中,在惰性气体保护下,进行离心处理,使残留的电解液流出并进行收集,获得第二电解液,将第一电解液与第二电解液合并,获得电解液回收总液,其中,离心处理的转速为9000rpm;

4)将离心后的锂离子动力电池切碎后,加入其总重量23%的石墨粉,混合均匀后,投入至加热炉中,在475℃下保温处理45min,获得混合物a;

5)将混合物a加入至振动筛中,振动筛分,分离除去铝箔,获得混合物b;

6)将混合物b投入至硝酸溶液中,搅拌混合1.5h,然后超声波处理55min,过滤,获得第一滤液和第一滤渣,其中,所述硝酸溶液的浓度为48%,硝酸的用量为混合物b总重量的1.4倍,所述超声波处理温度为58℃,超声波处理频率为65khz;

7)向第一滤液中加入碳酸钠,调节溶液ph为4.6,过滤,获得第二滤液和第二滤渣;

8)向第二滤液中加入磷酸钠,搅拌混合1.5h,过滤,获得第三滤液和第三滤渣,其中,所述磷酸钠的用量为第二滤液总重量的18%;

9)向第三滤液中加入氢氧化钠,调节溶液ph为10.3,过滤,获得第四滤液和第四滤渣。

实施例4

一种锂离子动力电池的回收处理方法,步骤如下:

1)将收集到的废旧锂离子动力电池投入至乙醇溶液中,搅拌28min,浸泡5h,然后将废旧锂离子动力电池捞出,在58℃下进行烘干,其中,所述乙醇溶液为乙醇浓度为65%的乙醇水溶液,搅拌速度为30rpm;

2)在烘干后的锂离子动力电池上刺孔,放置1.5h,使锂离子动力电池内部的电解液流出,并收集电解液,获得第一电解液,其中,刺孔位置位于锂离子动力电池的安全阀处;

3)将刺孔后的锂离子动力电池送入离心机中,在惰性气体保护下,进行离心处理,使残留的电解液流出并进行收集,获得第二电解液,将第一电解液与第二电解液合并,获得电解液回收总液,其中,离心处理的转速为10000rpm;

4)将离心后的锂离子动力电池切碎后,加入其总重量24%的石墨粉,混合均匀后,投入至加热炉中,在478℃下保温处理45min,获得混合物a;

5)将混合物a加入至振动筛中,振动筛分,分离除去铝箔,获得混合物b;

6)将混合物b投入至硝酸溶液中,搅拌混合2h,然后超声波处理57min,过滤,获得第一滤液和第一滤渣,其中,所述硝酸溶液的浓度为48%,硝酸的用量为混合物b总重量的1.5倍,所述超声波处理温度为60℃,超声波处理频率为65khz;

7)向第一滤液中加入碳酸钠,调节溶液ph为4.8,过滤,获得第二滤液和第二滤渣;

8)向第二滤液中加入磷酸钠,搅拌混合2h,过滤,获得第三滤液和第三滤渣,其中,所述磷酸钠的用量为第二滤液总重量的18%;

9)向第三滤液中加入氢氧化钠,调节溶液ph为10.4,过滤,获得第四滤液和第四滤渣。

实施例5

一种锂离子动力电池的回收处理方法,步骤如下:

1)将收集到的废旧锂离子动力电池投入至乙醇溶液中,搅拌30min,浸泡5h,然后将废旧锂离子动力电池捞出,在60℃下进行烘干,其中,所述乙醇溶液为乙醇浓度为70%的乙醇水溶液,搅拌速度为30rpm;

2)在烘干后的锂离子动力电池上刺孔,放置2h,使锂离子动力电池内部的电解液流出,并收集电解液,获得第一电解液,其中,刺孔位置位于锂离子动力电池的安全阀处;

3)将刺孔后的锂离子动力电池送入离心机中,在惰性气体保护下,进行离心处理,使残留的电解液流出并进行收集,获得第二电解液,将第一电解液与第二电解液合并,获得电解液回收总液,其中,离心处理的转速为10000rpm;

4)将离心后的锂离子动力电池切碎后,加入其总重量25%的石墨粉,混合均匀后,投入至加热炉中,在480℃下保温处理50min,获得混合物a;

5)将混合物a加入至振动筛中,振动筛分,分离除去铝箔,获得混合物b;

6)将混合物b投入至硝酸溶液中,搅拌混合2h,然后超声波处理60min,过滤,获得第一滤液和第一滤渣,其中,所述硝酸溶液的浓度为50%,硝酸的用量为混合物b总重量的1.5倍,所述超声波处理温度为60℃,超声波处理频率为70khz;

7)向第一滤液中加入碳酸钠,调节溶液ph为4.8,过滤,获得第二滤液和第二滤渣;

8)向第二滤液中加入磷酸钠,搅拌混合2h,过滤,获得第三滤液和第三滤渣,其中,所述磷酸钠的用量为第二滤液总重量的20%;

9)向第三滤液中加入氢氧化钠,调节溶液ph为10.5,过滤,获得第四滤液和第四滤渣。

本发明锂离子动力电池的回收处理方法能够实现对废旧锂离子动力电池中的铜、铝、钴、镍、锂的综合有效回收,回收率均达到90%以上,回收率高,避免了现有回收处理方法收率低的缺陷,有利于保护环境。本发明锂离子动力电池的回收处理方法工艺简单,易于实现,具有重要的市场价值和社会价值。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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