[發明專利]一種鋰離子電池廢極片安全回收的方法及其應用

有效

• 申請號: 202110295469.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113131030B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 謝英豪;余海軍;李長東;劉述敏
• 申請（專利權）人: 廣東邦普循環科技有限公司;湖南邦普循環科技有限公司;湖南邦普汽車循環有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明屬于電池回收的技術領域，公開了一種鋰離子電池廢極片安全回收的方法及其應用。該方法包括以下步驟：將廢舊正極片破碎，過篩，得到正極粉A和破碎鋁渣；將破碎鋁渣和酸液混合，邊攪拌邊超聲，再進行濕法篩分，得到鋁渣和電池粉；將得到的鋁渣先用水洗滌，再用抑爆劑沖洗，離心，得到抑爆鋁渣，再進行打包壓縮，得到鋁渣塊；將鋁渣塊兩端分別連接直流電極的正極板和負極板，施加電流熔融鋁渣，冷卻后，得到安全型鋁渣塊。本發明通過飽和氫氧化鈣溶液水洗，使殘酸與飽和氫氧化鈣溶液反應，中和鋁渣生產過程殘余的酸，避免鋁渣與殘酸反應，避免釋放氫氣和產熱，保證儲存過程的安全。

技術領域

本發明屬于電池回收的技術領域，具體涉及一種鋰離子電池廢極片安全回收的方法及其應用。

背景技術

在鋰離子電池生產制造過程中，在極片生產環節，會產生一定量的廢極片。在鋰離子電池大規模生產制造的情況下，會產生大量的廢極片。廢極片中含有大量鎳、鈷、錳、鋰等金屬元素，如果不進行回收處理，則會對環境造成污染。

傳統的廢極片回收處理是將極片破碎后，分選出鋁渣和電池粉，鋁渣會采用酸洗滌，二次分選金屬鋁。由于鋁渣洗滌后會殘余有酸和水分，分選出來的鋁渣會與殘余的酸和水反應，釋放出氫氣并發熱，鋁渣存放時具有燃燒和爆炸風險。同時，分選得到的電池粉殘余有金屬鋁，在下一步的酸浸環節，殘余的金屬鋁會與酸反應釋放氫氣，使酸浸環節具有燃燒、爆炸的風險，傳統生產工藝局限性明顯。

發明內容

本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種鋰離子電池廢極片安全回收的方法及其應用，該方法通過飽和氫氧化鈣溶液水洗，使殘酸與飽和氫氧化鈣溶液反應，中和鋁渣生產過程殘余的酸，避免鋁渣與殘酸反應，釋放氫氣和產熱，保證儲存過程的安全。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鋰離子電池廢極片安全回收的方法，包括以下步驟：

(1)將廢舊正極片破碎，過篩，得到正極粉A和破碎鋁渣；

(2)將所述破碎鋁渣和酸液混合，邊攪拌邊超聲，再進行濕法篩分，得到鋁渣和電池粉；

(3)在步驟(2)得到的鋁渣先用水洗滌，再用抑爆劑沖洗，離心，得到抑爆鋁渣，再進行打包壓縮，得到鋁渣塊；

(4)將所述鋁渣塊兩端分別連接直流電極的正極板和負極板，施加電流熔融鋁渣，冷卻后，得到安全型鋁渣塊；步驟(3)中，所述抑爆劑為飽和氫氧化鈣溶液。

優選地，步驟(2)中，還包括對電池粉進行過濾，取濾渣，洗滌，即得正極粉B；仔將正極粉A和正極粉B混合，再加入溶解鋁的溶液浸泡，攪拌，過濾，取濾渣，洗滌，即得正極粉。

更優選地，所述溶解鋁的溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣溶液中的至少一種。

傳統的不除殘鋁的工藝，殘余的金屬鋁與電池粉直接進入酸浸環節，實際生產中為了使電池粉具有較好的溶解效果，酸浸環節是采用高濃度強酸，以及加熱的條件下進行浸出，而此時殘余金屬鋁會與浸出液(高濃度強酸)快速反應，會使得浸出罐中快速聚集大量的氫氣，而達到爆炸濃度，使浸出罐具有爆炸的安全風險。

溶鋁液是把電池粉中殘余的金屬鋁溶解出來，避免電池粉在浸出環節釋放氫氣，避免起火或者爆炸。雖然，本發明加堿溶鋁相對于常規的浸出工序溶鋁都會釋放氫氣，但是，本發明加堿溶鋁，可以通過降低溶鋁液的濃度、反應溫度等條件控制鋁緩慢溶解，進而使氫氣緩慢釋放，使氫氣有足夠的逸散時間和逸散空間，不至于使氫氣達到爆炸濃度，實現工藝的本質安全。

更優選地，所述溶解鋁的溶液的體積濃度為0.003-2mol/L。

更優選地，所述溶解鋁的溶液的溫度為15-45℃。

優選地，步驟(1)中，所述過篩中的篩網孔徑為0.1-0.5mm。