【技術實現步驟摘要】
本申請屬于鋰電池材料回收，具體涉及一種用于分離正極片中正極集流體和正極活性材料的方法。
技術介紹
1、在碳中和目標驅動下，全球電動汽車、化學儲能產業等得以快速發展，鋰電池作為新能源汽車和化學儲能設備基本組成，產銷量隨之急速增加。然而鋰電池平均使用壽命為6～8年，我們將面臨鋰電池大規模退役浪潮。據中國汽車工程會數據，2023年我國退役電池規模達到104萬噸，預計到2030年退役動力電池規模更將高達350萬噸。一方面退役電池中含有大量重金屬、有機電解液、塑料等物質，若得不到合理規劃處理將給環境帶來巨大的危害；另一面退役動力電池中富含大量鋰、鎳、錳、鈷、鐵、銅、鋁等有價金屬若能得以規劃回收再利用對促進新能源產業健康可持續發展解決資源短缺問題具有巨大意義。無論是從環境保護還是資源再利用角度，退役電池均具有巨大的回收價值，因此幾年來退役電池回收產業迎來蓬勃發展。開發簡單、高效、環保的退役電池回收工藝成為當前電池回收產業關注的研究方向。
2、目前無論是磷酸鐵鋰電池還是三元電池，主流回收工藝均是先經預處理工序將退役電池經放電、拆解、焙燒、篩分為電池黑粉，再將電池黑粉通過濕法或者火法工藝分別回收起其中的鋰、鎳、錳、鈷、磷酸鐵等物質。其中預處理工序中焙燒的作用主要是將正極材料中粘結劑聚偏二氟乙烯(pvdf)熱解，使粘結劑失效以分離分散正極鋁箔和電極活性材料。然而pvdf在分解過程中會產生大量揮發性氟化物，揮發性氟化物腐蝕設備的同時處理不當會散逸到空氣中危害環境，此外熱解后的pvdf無法回收利用造成了資源浪費。部分企業為解決退役電池預處
技術實現思路
1、有鑒于此，本申請提供了一種用于分離正極片中正極集流體和正極活性材料的方法，旨在解決現有技術方案中高沸點/高價格的高極性溶劑用量大、且無法大規模產業化。
2、本申請提供了一種用于分離正極片中正極集流體和正極活性材料的方法，包括以下步驟：
3、步驟s1：提供正極片，所述正極片包括正極集流體，和設置于所述正極集流體至少一側的正極膜層；其中，所述正極膜層包括聚偏二氟乙烯和正極活性材料；
4、步驟s2：將正極片置于復合溶浸劑中進行溶浸處理，使正極片中聚偏二氟乙烯溶解于復合溶浸劑中，正極集流體與正極膜層發生剝離，得到正極集流體和溶浸液；其中，所述復合溶浸劑包括a組分和b組分；所述a組分包括n-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、磷酸三乙酯和二甲基亞砜中的至少一種，所述b組分包括c1～c3醇類化合物、c2～c4酯類化合物、丙酮和乙醚中的至少一種；
5、步驟s3：對所述溶浸液進行過濾處理，以得到濾液和濾餅；其中，所述濾餅包括正極活性材料。
6、根據本申請，專利技術人發現使用包括a組分和b組分的復合溶浸劑可以有效溶解正極片中的聚偏二氟乙烯，從而實現正極集流體和正極活性材料的分離，其中a組分主要為高極性高沸點的有機溶劑，b組分為低極性低沸點的有機溶劑，其中a組分起到溶解聚偏二氟乙烯的主要作用，b組分雖然無法直接溶解pvdf，但是其可以與a組分互溶，將正極片置于復合溶浸劑中進行溶浸處理時，復合溶浸劑中的b組分可以對正極膜層進行溶脹，從而與a組分更易浸透正極膜層，進而使正極膜層中的聚偏二氟乙烯溶解于復合溶浸劑中，由此正極膜層中的正極活性材料在復合溶浸劑中分散，正極集流體與正極膜層發生剝離，將正極集流體與正極活性材料進行分離。
7、基于此，本申請提供的方法可以有效減少高極性高沸點有機溶劑的使用，從而可節約成本降低環境污染，更加適合于工業化生產應用。
8、另外需要說明的是，本申請中a組分可以包括但不限于上述幾種，本領域技術人員可以根據實際需要選擇其他可以溶解聚偏二氟乙烯的強極性有機溶劑；b組分同樣包括但不限于上述幾種，可以根據實際需要選擇其他可與a組分互溶的低沸點有機溶劑。
9、在一些實施方式中，正極膜層中還含有導電碳。
10、在一些實施方式中，所述步驟s2中，所述正極片與所述復合溶浸劑的質量比為1:0.5～5。
11、在上述一些實施方式中，在此條件下復合溶浸劑可以對正極片進行充分溶浸，使聚偏二氟乙烯充分溶解于復合溶劑中，使正極膜層與正極集流體更易分離完全，提高分離效率同時可以減少后續回收溶浸液中聚偏二氟乙烯成本。例如，所述正極片與所述復合溶浸劑的質量比可以為1:0.5，1:0.8，1:1.1，1:1.5，1:2.1，1:2.5，1:3，1:3.6，1:3.8，1:4，1:5，或上述任意數值所組成的范圍內。
12、在一些實施方式中，所述步驟s2中，所述溶浸處理的條件包括：在10～50℃溶浸處理0.5～3h。
13、在上述一些實施方式中，在此條件下正極膜層中的聚偏二氟乙烯可以充分溶解于復合溶劑中，使正極膜層與正極集流體充分分離，提高聚偏二氟乙烯的回收率。
14、在一些實施方式中，所述步驟s2中，所述a組分在所述復合溶浸劑中的質量占比為5％～20％。
15、在上述一些實施方式中，在此條件下復合溶浸劑對聚偏二氟乙烯具有更好的溶解效果，可進一步提高正極集流體與正極膜層的分離效率，獲得較好的pvdf收率(可達96％以上)，同時減少a組分的用量可以進一步降低成本。例如，所述a組分在所述復合溶浸劑中的質量占比可以為5％，7％，9％，10％，13％，15％，18％，20％，或上述任意數值所組成的范圍內。進一步優選地，質量占比為10％～15％，在該范圍內，可以實現保證較低成本的基礎上進一步提高pvdf的收率(大于98％)。
16、在一些實施方式中，所述復合溶浸劑由a組分和b組分組成。
17、在上述一些實施中，此條件下步驟s3中過濾溶浸液得到的濾液中，溶劑僅由a組分和b組分組成，因此回收濾液中聚偏二氟乙烯時，僅需要分別將a組分和b組分進行精餾，即可得到具有較高純度的聚偏二氟乙烯，由此提高回收效率、降低回收成本。
18、在一些實施方式中，所述步驟s2中，所述b組分包括c1～c3醇類化合物和c2～c4酯類化合物；其中，所述c1～c3醇類化合物與所述c2～c4酯類化合物的質量比為1～10:1。
19、在上述一些實施方式中，專利技術人發現b組分包括c1～c3醇類化合物和c2～c4酯類化合物，且兩者質量比為1～10:1的條件下，復合溶浸劑具有更好的溶浸效果，可進一步提高聚偏二氟乙烯在復合溶浸劑的溶解性，從而可以進一步提高聚偏二氟乙烯的回收利用率(例如，收率達到99％以上)。例如，所述c1～c3醇類化合物與所述c2～c4酯類化合物的質量比可以為1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于分離正極片中正極集流體和正極活性材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述正極片與所述復合溶浸劑的質量比為1:0.5～5。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述溶浸處理的條件包括：在10～50℃溶浸處理0.5～3h。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述A組分在所述復合溶浸劑中的質量占比為5％～20％；
5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述復合溶浸劑由A組分和B組分組成。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述B組分包括C1～C3醇類化合物和C2～C4酯類化合物；
7.根據權利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述C1～C3醇類化合物包括甲醇、乙醇或丙醇中的至少一種；
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述B組分為C1～C3醇類化合物和C2～C4酯類化合物的混合物。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：<...
【技術特征摘要】
1.一種用于分離正極片中正極集流體和正極活性材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述正極片與所述復合溶浸劑的質量比為1:0.5～5。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述溶浸處理的條件包括：在10～50℃溶浸處理0.5～3h。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述a組分在所述復合溶浸劑中的質量占比為5％～20％；
5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述復合溶浸劑由a組分和b組分...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李新周，劉凱，吳樂謀，
申請(專利權)人：江蘇新鋰元科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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