一种锂离子电池正极片回收利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于裡电池技术领域，设及一种裡离子电池正极片回收利用方法。
【背景技术】
[0002] 由于裡离子电池具有能量密度高、自放电小、循环性能优越等优点，裡离子电池广 泛应用于备用电源、储能设备、电动汽车、电动自行车、电动工具中。裡离子电池按照正极材 料分憐酸铁裡电池、儀钻儘(侣）酸裡=元材料电池、钻酸裡电池、儘酸裡电池。其中=元材 料根据儀、钻、儘(侣）的比例不同可分为111、424、523、622、811等不同型号。
[0003] 在电池生产过程中，极片涂布及制片过程中均会产生一定比例的报废片，比例高 的达到10%，甚至更多。目前废旧片回收方法仅为提取里面的稀有金属元素，然后再做进一 步加工，工序复杂，副产物较多。且极片中侣锥与正极材料很难完全分离，分离出的正极材 料存在较多杂质，不能直接应用到电池上。针对目前生产裡离子电池过程中产生的废旧正 极片，从节能、实用方面考虑，需要采取有效的方法将正极材料与锥材分离，且分离后的正 极材料能得到有效的回收利用。
【发明内容】
[0004] 为了提供一种实用的、有效的裡离子电池正极片回收利用方法，解决裡离子电池 生产过程中产生的儀钻儘(侣）酸裡正极片、钻酸裡正极片回收利用的问题。可对正极材料 与锥材有效的分离，切分离后的正极材料可有效的回收利用。为实现上述目的，本发明采用 的技术方案是： 一种裡离子电池正极片回收利用方法，其特征在于：回收利用步骤如下所述， 1极片分类破碎:将生产过程产生的废旧裡离子电池正极片按正极活性物质进行分类， 分类进行剪切破碎，大小为I-IOcm2; 2有机溶剂浸泡:破碎后的极片进行有机溶液浸泡，浸泡时间为2-化； 3揽拌处理:采用具备超声揽拌和机械揽拌功能的揽拌设备，对浸泡后的混合物进行低 速机械揽拌1-1.化，揽拌速度为10-5化/min;再进行超声揽拌，超声频率范围为15K化-50 Ifflz，两种揽拌方式同时进行，揽拌时间为1 -化； 4筛网过滤：将侣片和粉料颗粒混合物采用筛网过滤分离，筛网孔径控制在0.2-0.6cm2，采用无水乙醇进行清洗过滤，清洗过滤次数为2-5次； 5离屯、分离:对筛网筛下的粉料颗粒混合物采用离屯、机进行固液分离，分离后的粉料颗 粒采用无水乙醇进行浸泡1-化，然后进行混合分散揽拌，分散盘速度为300-80化/min，揽拌 时间为0.5-1.化，揽拌结束后再次进行离屯、分离，直至液体到达澄清状态，将粉料颗粒收集 进行下一步处理； 6碱溶液浸泡:首先向收集的粉料颗粒中加入碱性溶液浸泡1-化，然后进行机械分散揽 拌分散盘速度为300-8(K)r/min，揽拌时间0.5-化； 7再次离屯、分离:对碱溶液浸泡分散后的浆料进行离屯、分离，将收集的粉料颗粒采用去 离子水清洗过滤，直至溶液PH值为8-9结束清洗； 8干燥、除铁:对去离子水洗涂后的粉料颗粒进行干燥，干燥溫度为100-130°C，时间为 8-12h，对干燥后的粉料颗粒进行过筛筛分及磁力棒除铁，筛网的目数为120-200目； 9. ICP分析:对筛下的粉料颗粒进行主要元素儀、钻、儘、裡、侣分析及杂质铁含量分析， 当铁杂质含量>10化pm时，需要重新进行磁铁除磁;材料中主元素不含侣时，若侣含量> I(K)PPm时，需要再次按照（6)、（7)、（8)步骤进行；裡含量小于正极材料要求的化学计量比 时，需要加相应的裡盐来调整，且需要采用V型粉末混料机进行混合，混料时间为3-化； 10. 材料般烧:经过ICP分析，对相应处理后的材料，采用氧气气氛进行分步烧成，工艺 为，300-500°C般烧1-化，600-950°C般烧0-12h，冷却后得到相应的正极材料。
[0005] 根据所述的裡离子电池正极片回收利用方法，所述正极片是指W儀钻儘酸裡、儀 钻侣酸裡或钻酸裡为正极活性物质并含有碳导电剂和PVDF粘结剂的混合物，涂覆在侣锥上 的极片。
[0006] 根据所述的裡离子电池正极片回收利用方法，所述步骤2的有机溶剂为氮甲基化 咯烧酬、丙酬、二甲基甲酯胺、二甲基乙酷胺、无水乙醇中的一种或多种混合。
[0007] 根据所述的裡离子电池正极片回收利用方法，所述碱溶液为氨氧化钢或氨氧化钟 的水溶液，浓度为0.05-0.3mol/L。
[000引根据所述的裡离子电池正极片回收利用方法，所述步骤6裡盐为氨氧化裡、碳酸裡 或乙酸裡中的一种。
[0009] 根据所述的裡离子电池正极片回收利用方法，所述步骤9正极活性物质中裡的理 论化学计量数为1，实际含量按照1.02-1.06控制。
[0010] 对最终得到的正极材料取样，采用2032扣式电池 W金属裡为负极，进行相关的电 化学性能指标测试。儀钻儘（侣）酸裡材料有多种型号，目前常见的型号有111、424、523、 622、811等，其电化学指标要求根据型号而定，一般111的0.2C克容量>150mAh/g，424的 0.2(：克容量>150111411八，523的0.2(：克容量>160111411八，622的0.2(：克容量>168111411八，811 的0.2C克容量> 195mAh/g。钻酸裡0.2C克容量> 150mAh/g。
[0011] 本发明的有益技术效果是如下。对废旧裡离子电池正极片废料进行有效回收利 用，节约了成本;采用碱溶液浸泡及对多次分离和清洗，可有效去除粉料颗粒中的杂质如金 属侣等。采用该发明可将正极材料与侣锥完整的分离开，且正极材料保持较好的结构和电 化学特性，不需要前驱体的合成，且加入裡盐量一般较少。采用高溫有氧般烧可将PVDF粘结 剂、导电碳等杂质去掉，可显著提高正极材料的纯度。
【附图说明】
[0012] 图1为回收的儀钻儘酸裡(W523型号为例)材料的充放电曲线。
【具体实施方式】
[001引实施例1(最佳实施例） W儀钻儘酸裡巧23型号)正极片为例，其回收处理步骤如下所述。
[0014] 1.极片分类破碎:将极片进行剪切破碎，极片的大小控制在1-lOcm2。
[0015] 2.有机溶剂浸泡:破碎后的极片采用机溶液浸泡，浸泡时间为化。
[0016] 3.揽拌处理：先对浸泡结束后的混合物进行低速机械揽拌化，揽拌速度为15r/ min。再进行超声揽拌，超声频率范围为20KHZ-35 KHz，使两种揽拌方式同时进行，揽拌时间 为化。
[0017] 4.筛网过滤：将侣片和粉料颗粒混合物采用筛网过滤分离，筛网孔径控制在 0.4cm 2,将筛上的侣片采用无水乙醇进行清洗过滤，清洗过滤次数为3次。此时对侣片的处 理结束，进行收集。
[0018] 5.离屯、分离:对筛网筛下的粉料颗粒混合物采用离屯、机进行固液分离。分离后的 粉料颗粒采用无水乙醇进行浸泡化，然后进行混合分散揽拌，分散盘速度为50化/min，揽拌 时间为化。揽拌结束后再次进行离屯、分离，直至液体到达澄清状态，将粉料颗粒收集进行下 一步处理。
[0019] 6.碱溶液浸泡：首先向收集的粉料颗粒中加入0.1mol/L的化OH碱性溶液浸泡化， 然后进行机械分散揽拌分散盘速度为30化/min,揽拌时间0.化。 7.再次离屯、分离:对碱溶液浸泡分散后的浆料进行离屯、分离，将收集的粉料颗粒采用 去离子水清洗过滤，测得溶液PH值为8结束清洗。
[0020] 8.干燥、除铁:对去离子水洗涂后的粉料颗粒进行干燥，干燥溫度为Iior，时间为 她。对干燥后的粉料颗粒进行过筛筛分及磁力棒除铁。筛网的目数为120目。
[0021] 9. ICP分析:对筛下的粉料颗粒进行取样分析测得结果如表1所示，可看出杂质含 量在要求范围内，裡化学计量数偏低为0.999，按照化学计量数1.03，需要加入Li2C〇3与粉料 颗粒的摩尔比为0.015:1，即加入的Li2〇)3质量为粉料颗粒质量的1.15%。采用V型粉末混料 机进行混合，混料时间为化。
[0022] 10.材料般烧:经过ICP分析，对相应处理后的材料，采用氧气气氛进行分步烧成， 工艺为，400°C般烧1.化，900°C般烧化。冷却后得到相应的正极材料。
对最终得到的正极材料取样，采用2032扣式电池 W金属裡为负极，进行相关的电化学 性能指标测试。如图1所示，可W看出材料具有较好的充放电性能，放电克容量达到167mAh/ 邑。
[0024] 实施例2 W儀钻儘酸裡巧23型号)正极片为例，其回收处理步骤如下所述