[发明专利]一种废旧动力锂离子电池精细化拆解回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧动力锂离子电池精细化拆解回收方法；其包括：（1）废旧锂电池拆解；（2）将步骤（1）中产出的电芯置进行电解液脱氟处理；（3）将步骤（2）中产出的脱氟电芯进行除磷处理；（4）将步骤（3）中产出的去磷后电芯进行负极材料剥离；（5）将步骤（4）中产出的负极剥离机中的正极片、铜箔和隔膜的混合物进行隔膜分离；（6）将步骤（5）中产出的负极材料和负极剥离液的混合液进行过滤处理；（7）将步骤（5）中产出正极片和铜箔的混合物进行溶铝处理；（8）将步骤（7）中产出的正极材料用洗涤塔进行洗涤、干燥处理，形成正极粉材料。本发明可以解决现有废旧锂电池回收工艺成本高、回收不环保、材料回收不精细的问题。

技术领域

本发明属于锂电池回收技术领域，具体涉及一种废旧动力锂离子电池精细化拆解回收方法。

背景技术

锂离子电池分为圆柱形、方形和软包铝塑膜型三种型式，锂离子电池电芯由正极片、负极片和塑料隔膜材料叠加缠绕或折叠后加入电解液而成，电芯外面封装电池外壳。锂离子电池正极片、负极片的制造工艺是：在正、负极活性材料中加入一定量的粘结剂和导电剂，充分混合后涂抹在铝箔（正极）、铜箔（负极）上，经对辊挤压轧制和干燥工序后制成。废旧锂离子电池正极片、负极片上的铝箔、铜箔及其上涂有的正极、负极活性材料具有较高的回收利用价值。

现有大批量处理废旧锂离子电池的方法是：第一种方法是将废旧锂电池整体直接破碎，经酸碱浸出后采用湿法冶金工艺进行分离，提取镍、钴、锰、锂等有价金属；铜、铝、铁等材料形成废渣废弃；该方法存在的问题是：1、产生大量冶炼废渣及冶金废水，有些废渣可能会是危废，需要进行成本很高的无害化处理才能达到排放环保要求；2、因电池外壳（钢壳、铝壳等）及正极、负极的铝箔、铜箔处理时耗酸量高，酸碱用量很大，成本高、能耗大；3、电池整体直接破碎时，破碎现场环境恶劣，粉尘易引起爆炸事故。第二种方法是正负极片随着整个电池粉碎后，经过筛选及分选方式将钢铝外壳、铜箔、铝箔碎片与正负极活性材料的混合物以碎片形态分离，最后分别进行处理。用此方法分离不完全，分离后的钢（铝）外壳、铜箔、铝箔、正极活性材料、负极活性材料的成分各有互含，即每一种物质中都含有另外几种物质，只是含量各异。铜箔、铝箔碎片中残留一定量的活性材料（质量约占0.5~3%），活性材料中也残留一定量的铜箔、铝箔碎片（质量约占0.5~3%），这样造成了后续处理困难，也增加了处理成本。已有专利也有将正极材料采用剥离液进行剥离的工艺，其存在的问题是：废旧电池正极片的集流体为铝箔，铝箔强度差，很多情况下已经碎裂成小块，采用剥离液剥离难度大，剥离效率低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种废旧动力锂离子电池精细化拆解回收方法，旨在解决现有废旧锂电池回收工艺成本高、回收不环保、材料回收不精细的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种废旧动力锂离子电池精细化拆解回收方法，包括以下步骤：

（1）单体的废旧锂电池经物理放电后进行拆解，采用电池去壳设备进行电池拆解去壳，拆解后产出有电芯以及可回收的副产品外壳材料。废旧锂电池包括圆柱形、方形和软包铝塑膜型动力锂电池，可利用与电池相适应的专用电池去壳设备（如切头机、脱壳机等）进行电池拆解去壳，铁质外壳材料可送去废钢铁回收公司进行回收利用。电池去壳是电池精细化拆解回收的重要步骤和前提条件。

（2）将步骤（1）中产出的电芯先经过电芯松散处理，用松散设备使缠绕或折叠的电芯得以松散，便于后续分离；然后将电芯置于低温挥发炉进行电解液脱氟处理，脱氟处理产出HF气体和脱氟电芯，产出的HF气体经过采用NaOH（或Ca(OH)₂或Mg(OH)₂）作为碱液的三级碱液吸收塔处理，形成NaF（或CaF₂或MgF₂）含氟溶液，溶液经蒸发结晶产出固体NaF（或CaF₂或MgF₂）含氟产品，固体含氟产品可售往专业厂家使用；去除氟化物后的低温挥发废气进入废气焚烧炉，焚烧后通过特定高度的烟囱达标排放；