一种废弃锂离子电池的回收方法

技术领域

本发明属于废弃锂离子电池回收技术领域，具体涉及一种废弃锂离子电池的回收方法。

背景技术

锂离子电池目前已被广泛应用于电子设备、电动汽车以及储能器件中，是最有前景的能源发展技术之一。中国新能源汽车在销量、销量占比、保有量方面均保持着世界第一的地位，伴随着新能源汽车的发展，车用动力电池的需求量和报废量也与日俱增。自2018年开始，已进入市场的大部分动力电池已经达到了退役年限，即容量衰减到设计的寿命终止条件。业内预计，到2025年，中国电动汽车用动力电池年报废量或可达到35万吨规模。如果对这些电池处理不当，极有可能给环境带来巨大的污染以及资源浪费，因此，电池回收成为一个非常重要的研究方向。

目前针对废弃锂离子电池的回收工艺大都比较复杂，流程较长，对设备要求比较高，成本相对较大，有的对环境也会造成一定的污染

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种废弃锂离子电池的回收方法，该方法可大大简化锂离子电池的回收工艺，控制回收成本，并且对环境友好。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种废弃锂离子电池的回收方法，所述回收方法包括以下步骤：

(1)将废弃电池进行放电处理；

(2)在电池外壳上开孔进行电解液引流，收集电解液，并在收集完成后，向孔内注入有机溶剂浸泡未流出的电解液并引出；

(3)对电池进行拆解，分离出正极片、负极片以及隔膜；

(4)将正极片浸泡于含芬顿试剂的去离子水中，超声震荡后筛选出正极集流体；并将浸泡液进行固液分离，所得固体材料烘干后得到正极材料；

(5)将负极片置于去离子水中，超声震荡浸泡后筛选出负极集流体；并将浸泡液进行固液分离，所得固体材料烘干后得到负极材料。

进一步地，步骤(1)中，将废弃电池与导电介质混合，静置放电；所述静置的时间为7～10h。

所述导电介质为石墨粉、炭黑中的一种或两种；区别于传统的盐溶液放电方式，此放电方式更加的高效，耗时更短，且使用之后的石墨粉、炭黑还可循环用于锂离子电池的制备，节省回收成本且环保安全。

所述导电介质的用量为2000g。

步骤(2)中，由于电解液对空气和水分的敏感度非常的高，因为其中的锂盐LiF

步骤(2)中，所述有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂，其注入量为570mL；所述碳酸酯类有机溶剂可选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的任意一种或多种。其为锂离子电池电解液常用的溶剂，电解液的主要成分锂盐LiPF

步骤(4)中，所述芬顿试剂由FeCl

步骤(4)中，所述超声震荡的时间为2～3h，温度为55～65℃；优选为在60℃超声震荡2h。

步骤(4)中，所述烘干的温度为75～85℃；优选为80℃。

步骤(5)中，所述超声震荡的时间为2～3h，温度为55～65℃；优选为在60℃超声震荡2h。

步骤(5)中，所述烘干的温度为75～85℃；优选为80℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.与传统的盐溶液放电相比，本发明使用原本就是锂离子电池材料的导电介质作为固体放电介质，放电所耗时间更短，生产效率高；所用的导电介质化学稳定性好，可以重复使用。

2.传统的湿法处理分离正极活性物质的工艺比较复杂，还存在酸碱处理产生的污水等问题，如传统的使用NMP溶液作为正极片的浸泡液，由于NMP有机溶剂黏度比较大，增加了固液分离过滤的难度，NMP价格也比较贵，成本大，而且NMP溶剂有毒，易挥发，对人、对环境都有危害；本发明使用Fenton试剂的去离子水作为正极片的浸泡液，Fenton试剂具有强氧化性，能够氧化正极片表面的粘接剂，使得正极活性物质与集流体很好的分离，且使用该方法能很好的保持集流体和活性物质的结构，活性物质经简单的处理后，可直接作为原料生产锂电池。

3.本发明公开的废弃锂离子电池的回收的整个过程，不使用有毒及腐蚀性的溶液，环保安全，且整个工艺过程操作简单、方便快捷，回收成本较低，适用于各种废旧锂离子电池的回收。

附图说明

图1为本发明公开的废弃锂离子电池的回收的工艺流程图；

图2为未使用过的正极粉末材料(a)、实施例1中回收的正极粉末材料(b)的SEM图；

图3为未使用过的正极粉末材料(a)、实施例1中回收的正极粉末材料(b)的的XRD图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

100Ah磷酸铁锂废弃电芯的回收方法，包括以下步骤：

(1)将100Ah磷酸铁锂废弃电芯置于桶内与2000g石墨粉或炭黑充分混合进行放电，时间为8h；

(2)在环境温度为20℃、露点为-15℃、湿度为15％的环境下对电池进行拆解。在电池外壳上开一个直径为1cm的小孔进行电解液引流，收集电解液，随后向小孔内注入570mL碳酸二甲酯有机溶剂浸泡残留的电解液，并将小孔内液体引出；随后将电池烘干，拆解出正负极极片以及隔膜；

(3)将正极片浸泡在3000mL含芬顿试剂的去离子水中，芬顿试剂的组成为:FeCl

(4)将负极片浸泡在3000mL的去离子水中，随后将其转移至超声震荡仪中，控制温度60℃，频率为100KHz，震荡2h，然后用筛孔为200目的筛子对溶液进行筛分，分别得到了铜集流体和负极粉料溶液；将溶液固液分离，75～85℃烘干后得到最终的回收负极材料。

上述参照实施例对一种废弃锂离子电池的回收方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。