本發(fā)明屬于二次資源回收利用和循環(huán)經(jīng)濟
技術領域：
，尤其涉及一種廢舊鋰離子電池正極材料中金屬集流體的回收方法。
背景技術：
：新能源汽車市場快速擴張帶動了鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。隨著鋰離子電池的大量使用，如何回收大量報廢的鋰離子電池也成為亟待解決的問題。電池由集流體金屬、正極材料、負極材料、電解液、隔膜、粘結(jié)劑等組成，各組分的高效分離很大程度上決定了電池產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟和技術可行性，因此成為了目前電池回收研究的關注重點。針對集流體與正極粉料的分離，目前常見的技術主要依賴于高溫煅燒/加熱、有機浸泡、高溫高壓分離、堿/酸部分浸出或完全浸出等方法。其中涉及高溫煅燒/加熱的專利包括cn104183887a、cn103367839a、cn105244560a、cn104577247a、cn103219561a、cn101212074a、cn101217206a等，其原理為利用高溫熱解粘結(jié)劑。cn101599563a公布了一種正極材料和集流體分離的有機溶液浸泡法，該有機溶液由n,n-二甲基甲酰胺與液體醇和/或液體銅混合溶劑配置而成，可與電池粘結(jié)劑反應使活性粉體與鋁、銅分離。cn105024106a、cn104347906a、cn105355998a、cn104810566a、cn103261455a、cn102059240a等同樣采用有機溶液浸泡的方法將粘結(jié)劑溶解，最終實現(xiàn)正、負極材料與集流體分離。以上專利所使用的溶劑包括n-甲基吡咯烷酮（nmp），n,n-二甲基甲酰胺（dmf）等。cn104659437a采用高壓分離的方法，通過使用高壓釜及瞬間泄壓的工藝手段，將金屬集流體與電池正、負極材料分離。相似的方法包括cn103618119a公布的使用膨脹劑將正極材料與集流體分離的工藝。其中膨脹劑為二甲基亞砜與水、乙醇、丙酮、乙二醇、四氫呋喃、苯或n-甲基吡咯烷酮中的一種或多種的混合溶液。cn103035977a、cn104577248a等采用堿浸的方法將集流體中的鋁溶解，過濾得到正極粉末，最終實現(xiàn)集流體與正極材料的分離。同樣的，cn103474719a采用酸液浸泡的方法，也實現(xiàn)了鋁箔集流體與粘結(jié)劑及正極材料的分離。如上所述，已公布的廢舊鋰離子電池集流體金屬與正、負極材料分離的方法主要依賴于高溫煅燒/加熱、有機浸泡、高溫高壓分離、堿/酸部分浸出或完全浸出等方法，雖然在實驗室基礎上均能很好的實現(xiàn)電池各組分的分離，但往往伴隨著分離效率低、處理成本高、需加熱爐和高壓釜等特殊處理設備、需高成本有機溶劑、廢液無法回收、產(chǎn)生二次污染等技術或經(jīng)濟性難點，很難實現(xiàn)大規(guī)模及產(chǎn)業(yè)化應用。目前還沒有在工業(yè)化級別實現(xiàn)廢舊鋰離子電池集流體金屬和正極粉料的高效、低成本、環(huán)保分離與回收。技術實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有廢舊鋰離子電池集流體金屬分離與回收所面臨的挑戰(zhàn)，以及回收工藝復雜、效率低、成本高、伴有二次污染的技術難點，本發(fā)明旨在提供一種高效分離廢舊鋰離子電池正極材料金屬集流體的方法，所述方法能簡單高效的分離集流體金屬和正極粉料，并可高效短程循環(huán)再生。本發(fā)明浸出劑來源范圍廣，浸出工藝簡單，集流體與正極粉末回收方法操作性強，浸出劑可短程循環(huán)再生，設備要求低，能夠高效獲得高純集流體金屬箔和正極粉料，極大的降低了廢舊電池回收和處理成本，具有良好的應用前景。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種高效分離廢舊鋰離子電池正極金屬集流體的方法，其技術方案包括以下步驟：（1）用揮發(fā)性浸出劑對鋰離子電池廢料進行浸出，分離得到浸出混料和浸出液；（2）步驟（1）所得浸出液經(jīng)精餾處理，可短程再生獲得浸出劑；（3）步驟（1）所得浸出混料為已分離的集流體金屬箔和正極粉料，經(jīng)過篩分、旋流等機械分離和清洗，得到高純集流體金屬箔和正極粉料；（4）步驟（3）所得正極粉料可進一步處理，回收有價元素。步驟（1），揮發(fā)性浸出劑對鋰離子電池廢料進行浸出處理；所述可揮發(fā)性浸出劑為可揮發(fā)性有機和/或無機酸的一種或多種混合，或氨和/或銨鹽的混合。所述揮發(fā)性浸出劑主要采用可揮發(fā)性酸、氨和/或銨鹽的混合；其中酸、氨和/或銨鹽濃度為0.1-15mol/l，浸出s/l為1-500g/l，浸出溫度為5-100℃，浸出時間為5-480min，攪拌速度為0-2000rpm。所述可揮發(fā)性浸出劑優(yōu)選為硫酸、鹽酸、硝酸、三氯乙酸、三氟乙酸、檸檬酸、甲酸、乙酸中的一種或幾種混合；或者為氨和/或銨鹽的混合液。所述浸出劑濃度優(yōu)選為2-4mol/l；所述浸出s/l優(yōu)選為50-150g/l；所述浸出溫度優(yōu)選為10-80℃；所述攪拌速度為100-500rpm。步驟（3），所得浸出混料為已分離的集流體金屬箔和正極粉料，經(jīng)過篩分、清洗即可得到高純集流體金屬箔和正極粉料。作為優(yōu)選的技術方案，所述廢舊鋰離子電池正極材料金屬集流體的分離方法包括如下步驟：（1）用揮發(fā)性浸出劑對鋰離子電池正極廢料進行浸出處理，分離得到浸出混料和浸出液。所述可揮發(fā)性浸出劑為可揮發(fā)性有機和/或無機酸的一種或多種混合，如硫酸、鹽酸、硝酸、三氯乙酸、三氟乙酸、檸檬酸、甲酸、乙酸中的一種或幾種混合；或者為氨和/或銨鹽的混合液，所述酸或者氨和/或銨鹽濃度為2-4mol/l，所述浸出s/l為50-150g/l，所述浸出溫度為10-80℃，所述浸出時間為5-480min，所述攪拌速度為100-500rpm；（2）所得浸出液經(jīng)精餾處理，再生獲得浸出劑；（3）所得浸出混料為已分離的集流體金屬箔和正極粉料，經(jīng)過篩分、旋流等機械分離并清洗，得到高純集流體金屬和正極粉料；（4）所得正極粉料可進一步處理，回收有價元素。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：（1）本發(fā)明揮發(fā)性浸出劑在浸出過程中可高效分離集流體金屬和正極粉料，分離效率高，降低了物料損失；（2）與目前的高溫煅燒/加熱、高溫高壓分離工藝相比，本發(fā)明不需要高溫處理，能耗低。與現(xiàn)有的有機浸泡、堿/酸部分浸出或完全浸出工藝相比，本發(fā)明浸出劑由常規(guī)弱酸或者氨和/或銨鹽組成，浸出劑來源廣泛、成本更低；（3）本發(fā)明提供的揮發(fā)性浸出劑可短程高效再生，再生工藝簡單，降低了原材料成本，避免了二次污染。所得浸出混料為集流體金屬箔和正極粉料，簡單機械分離和清洗后，可得到高純集流體金屬和正極粉料。附圖說明圖1為本發(fā)明一種高效分離廢舊鋰離子電池正極材料金屬集流體的方法的工藝流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。領域的技術人員應該明了，所述的實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應視為對本發(fā)明的具體限制。一種高效分離廢舊鋰離子電池正極材料金屬集流體的方法，如圖1所示，所述工藝包括如下步驟：（1）用揮發(fā)性浸出劑對鋰離子電池正極廢料進行浸出處理，分離得到浸出混料和浸出液。所述可揮發(fā)性浸出劑為可揮發(fā)性有機和/或無機酸的一種或多種混合，如硫酸、鹽酸、硝酸、三氯乙酸、三氟乙酸、檸檬酸、甲酸、乙酸中的一種或幾種混合，或者為氨和/或銨鹽的混合液；所述酸或者氨和/或銨鹽濃度為2-4mol/l，所述浸出s/l為50-150g/l，所述浸出溫度為10-80℃，所述浸出時間為1-480min，所述攪拌速度為100-500rpm；（2）所得浸出液經(jīng)精餾處理，再生獲得浸出劑；（3）所得浸出混料為已分離的集流體金屬箔和正極粉料，經(jīng)過篩分、旋流等機械分離并清洗，得到高純集流體金屬和正極粉料；（4）所得正極粉料可進一步處理，回收有價元素。實施例本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)新性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。實施例1用硫酸和硝酸混合酸（酸濃度為4mol/l）浸出劑浸出處理100g鎳鈷酸鋰廢舊電池破碎料，浸出s/l為150g/l，浸出溫度為25℃，浸出時間為60min，攪拌速度為200rpm。浸出完成后得到浸出液和浸出混料。所得浸出液未完全反應的混合酸，在290℃溫度下進行精餾回收，精餾壓力-0.1mpa。獲得高質(zhì)量混合酸浸出劑。所得浸出混料為已分離完畢的集流體金屬箔和正極粉料，經(jīng)過篩分實現(xiàn)金屬箔和正極粉料的分離，經(jīng)清洗后得到干凈的集流體鋁箔和正極粉料。表1所回收正極材料金屬元素組成金屬conifemnalli含量（wt.%）15.3311.278.97.43.052.96實施例2用氨和銨鹽的混合液（銨根濃度為3mol/l）浸出劑浸出處理100g鎳鈷酸鋰廢舊電池破碎料，浸出s/l為100g/l，浸出溫度為25℃，浸出時間為200min，攪拌速度為300rpm。浸出完成后得到浸出液和浸出混料。所得浸出液未完全反應的混合酸，在75℃溫度下進行精餾回收，精餾壓力0.1mpa，獲得高質(zhì)量混合酸浸出劑。所得浸出混料為已分離完畢的集流體金屬箔和正極粉料，經(jīng)過篩分實現(xiàn)金屬箔和潔凈正極粉料的分離，經(jīng)清洗后得到干凈的集流體鋁箔和正極粉料。表2所回收正極材料金屬元素組成金屬conifemnalli含量（wt.%）10.318.717.457.014.353.46申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的工藝方法，但本發(fā)明并不局限于上述工藝步驟，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述工藝步驟才能實施。所屬
技術領域：
的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。當前第1頁12