[发明专利]一种分离废旧锂电池集流体与活性材料的分离材料、制备方法和应用

说明书

本发明涉及锂电池回收技术领域，尤其涉及一种分离废旧锂电池集流体与活性材料的分离材料、制备方法和应用。所述分离废旧锂电池集流体与活性材料的分离材料为有机酸、有机醇和脂肪酸酯中的任意两种或三种组成的混合物。还提供上述分离废旧锂电池集流体与活性材料的分离材料的制备方法。本发明分离材料应用于磷酸铁锂废旧锂离子电池、镍钴锰酸锂废旧锂离子电池和钴酸锂废旧离子锂电池集流体与活性材料的分离。本发明的有机酸、有机醇和脂肪酸酯中含有大量的氢原子能够与PVDF中的氟原子结合、反应，使得PVDF失活，从而使得集流体与活性材料能够剥离分离，活性材料中的金属在分离材料溶解率或浸出率低，简化了工艺，提升了活性材料的回收率。

技术领域

本发明涉及锂电池回收技术领域，尤其涉及一种分离废旧锂电池集流体与活性材料的分离材料、制备方法和应用。

背景技术

当锂离子电池达到报废标准以后，需要对电池进行处理，如果处理不当，不仅会对环境造成污染，而且造成大量具有高经济效益的金属资源的浪费。

目前，锂离子电池的集流体与活性材料通常由粘结剂PVDF粘结，由于PVDF的粘结能力强，分离集流体和活性材料较难。工业剥离集流体与活性材料的常用方法是煅烧法，但是煅烧法存在氟化氢和氟化物有毒气体的释放、设备腐蚀及能耗高的问题。

溶剂分离集流体与活性材料具有能耗低和材料回收率高的优点，越来越受到研究者的关注，特别是有机溶剂，具有性质温和、绿色环保的特点；然而目前常用的分离集流体与活性材料为高极性溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等，上述溶剂均属于溶解性的溶剂，这就需要溶剂与粘接剂充分接触，并将对粘接剂进行溶解，进而使得集流体与活性材料分离，处理过程中会产生大量的有机废液。

鉴于此，有必要提供一种分离废旧锂电池集流体和活性材料的分离材料，以解决上述至少一项技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种分离废旧锂电池集流体与活性材料的分离材料、制备方法和应用。本发明的分离材料中有机酸、有机醇和脂肪酸酯中含有大量的氢原子，能够与PVDF中的氟原子结合，使PVDF失活，从而使得集流体与活性材料能够剥离分离，同时本发明的分离材料不会溶解活性材料中的金属元素，简化工艺，提升了活性材料的回收率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明为实现上述目的提供一种分离废旧锂电池集流体与活性材料的分离材料，是由有机酸、有机醇和脂肪酸酯中的任意两种或三种组成的混合物；其中，所述有机酸与所述有机醇的摩尔比为1：(6～100)，或所述有机醇与所述脂肪酸酯的摩尔比为1：(2～40)，或所述有机酸与所述脂肪酸酯的摩尔比为1:(5～20)，或所述有机酸、所述有机醇和所述脂肪酸酯的摩尔比为1:(5～10):(5～40)。

本发明的有益效果是：本发明的有机酸、有机醇和脂肪酸酯中含有大量的氢原子能够与PVDF中的氟原子结合，使得PVDF失活，从而使得集流体与活性材料能够剥离分离，提升了活性材料的回收率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述有机酸为脂肪族一元羧酸类化合物、脂肪族二元羧酸类化合物和脂肪族多元羧酸类化合物中的任意一种或两种以上的混合物，其中，所述脂肪族一元羧酸类化合物为碳原子数2～20的脂肪族一元羧酸类化合物中的任意一种或两种以上的混合物，所述脂肪族二元羧酸类化合物为碳原子数2～20的脂肪族二元羧酸类化合物中的任意一种或两种以上的混合物，所述脂肪族多元羧酸类化合物为碳原子数2～20的脂肪族多元羧酸类化合物中的任意一种或两种以上的混合物；其中，有机酸优选自甲酸、乙酸、草酸、丙酸、丙二酸、戊酸、戊二酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、月桂酸、辛酸和硬脂酸中的任意一种或两种以上的混合物。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用上述的有机酸能够提供大量的游离氢原子，能够更好的与PVDF中的氟原子结合，促进PVDF失活。