本发明涉及电池材料回收,具体而言,涉及废旧钠离子电池正极材料的回收方法。
背景技术:
1、锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长等优点,近年来已被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车及储能等领域。锂离子电池寿命一般为5-10年,因此,随着锂离子电池的大规模应用,报废的锂离子电池数量也逐年增长,这将给环境造成极大的污染。
2、当前对报废锂离子电池的资源化回收以湿法和火法冶金为主,相较于火法冶金,湿法冶金工艺具有金属回收率高、能耗低等优点,在废旧锂离子电池回收链中潜力巨大。常规的湿法冶金是将电极材料与水溶液或其他液体相接触,通过化学反应等,使原料中所含有的有用金属转入液相,再对液相中所含有的各种有用金属进行分离富集,最后以金属或其他化合物的形式加以回收。
3、钠离子电池具有成本低、高低温性能好、安全性能高等优势,近两年,随着锂价的飞涨,钠离子电池产业得到了快速的发展。与锂离子电池类似,随着钠离子电池在终端市场的持续需求,未来将产生大量的报废电池。因此,需要开发环保、节能、高效、低成本的钠离子电池回收技术。
4、鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供废旧钠离子电池正极材料的回收方法。
2、本发明是这样实现的:
3、第一方面,本发明提供一种废旧钠离子电池正极材料的回收方法,包括:
4、将正极极片浸泡在剥离液中,使正极粉料与集流体分离得到混合料,剥离液为含有水且溶解有金属离子的溶液;
5、提取混合料中的正极粉料于400~800℃的条件下高温烧结。
6、在可选的实施方式中,金属离子选自li+、na+和k+中至少一种。
7、金属离子在剥离液中的浓度为0.5mol/l~0.8x,x为金属离子在剥离液中的饱和浓度,单位为mol/l。
8、在可选的实施方式中,剥离液的溶剂为水和有机溶剂的混合溶剂;
9、有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、甲酸和乙酸中至少一种。
10、在可选的实施方式中,水占混合溶剂质量的5%~80%;优选为10%~30%。
11、在可选的实施方式中,烧结气氛为氧气气氛、空气气氛或者氮气气氛。
12、在可选的实施方式中,提取混合料中的正极粉料的方式包括:
13、对混合料进行筛分,使集流体和正极粉料分离;
14、将正极粉料进行烘干。
15、在可选的实施方式中,烘干温度为100~150℃。
16、在可选的实施方式中,烘干后还包括破碎,破碎至颗粒粒径d50为4~16μm后,再进行烧结。
17、本发明具有以下有益效果:
18、本发明选用含有金属离子的剥离液来对正极进行处理,金属离子的存在可以有效阻止na+的脱出,或与na+存在部分离子交换反应,两者均可以抑制na+脱出带来的钠层结构坍塌,从而稳定材料的结构,进而保持材料的形貌。而剥离得到的正极材料由于表面附有大量的导电剂、粘结剂,通过高温烧结,可以将其有效去除,同时可以对洗涤后的材料起到一定的修复效果。
19、本发明提供的方法具有以下优点:
20、1、工艺简单、高效;2、剥离回收后的钠离子电池正极材料钠损失少,可实现低成本再生;3、可保持多晶和单晶氧化物正极材料的形貌,减少其结构损坏;4、可实现集流体的高效回收,集流体基本无损失。
1.一种废旧钠离子电池正极材料的回收方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述金属离子选自li+、na+和k+中至少一种。
3.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述金属离子在所述剥离液中的浓度为0.5mol/l~0.8x,x为金属离子在所述剥离液中的饱和浓度,单位为mol/l。
4.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述剥离液的溶剂为水和有机溶剂的混合溶剂;
5.根据权利要求4所述的回收方法,其特征在于,所述水占所述混合溶剂质量的5%~80%。
6.根据权利要求4所述的回收方法,其特征在于,所述有机溶剂占所述混合溶剂质量的20%~95%。
7.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,烧结气氛为氧气气氛、空气气氛或者氮气气氛。
8.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,提取所述混合料中的正极粉料的方式包括:
9.根据权利要求8所述的回收方法,其特征在于,烘干温度为100~150℃。
10.根据权利要求9所述的回收方法,其特征在于,烘干后还包括破碎,破碎至颗粒粒径d50为4~16μm后,再进行烧结。