剥离锂离子电池极片的剥离剂及方法与流程

本发明涉及电池回收领域，具体涉及一种剥离锂离子电池极片的剥离剂及方法。

背景技术：

1、

2、在锂离子电池的结构中，正极材料与导电剂、添加剂一起，通过聚偏氟乙烯(pvdf)胶黏剂粘结在导电的正极集流体铝箔上。对于极片中集流体的剥离，目前有以下几种方法：

3、1)破碎设备剥离：通过破碎机实现极粉从铝箔上的剥离，但剥离出来的粉中铝含量较高，不利于粉料后续利用，同时该方法仅限于未经使用的极片边角料，对于废旧电池拆解出来的经使用过的极片，效果较差；

4、2)热解剥离：通过加热使胶黏剂分解并脱离粘性，再通过物理筛分的方式进行剥离，该方法需要消耗大量能量，且胶黏剂分解过程中的分解物，处理不当对环境也存在危害；

5、3)湿法剥离：近些年新兴起来的一种技术，利用水流与机械搅拌力，对极片进行冲刷，使极片表面活性物质脱离。但水流在冲刷过程中，会将部分铝集流体打碎，并混入脱离的集流体中，使最终收集的活性物质中，铝含量仍然很高，通常高于200ppm。同时，湿法剥离在处理放置时间久的极片时，剥离效果会大大折扣，并且在剥离过程中需要消耗大量水甚至需要加热，实际工业化实施较困难。

6、综上，若有一种低水耗、低能耗简单的极片剥离方法，能够同时保证剥离率以及剥离活性物质的纯度，对于活性物质后续的再利用都有非常重大的意义。

技术实现思路

1、本发明目的是：提供一种剥离锂离子电池极片的剥离剂及方法。

2、本发明的技术方案是：第一方面，本发明提供一种剥离锂离子电池极片的剥离剂，所述剥离剂包括：脱胶剂、渗透剂以及水；

3、所述脱胶剂包括n-甲基吡咯烷酮、nn二甲基甲酰胺中的一种或两种；所述渗透剂包括柠檬烯、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷的缩合物中的一种或多种。

4、在一种较佳的实施方式中，所述剥离剂还包括表面活性剂与助分散剂；

5、所述表面活性剂包括丙二醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯醚、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇单辛基苯基醚中的一种或多种；

6、所述助分散剂包括聚乙二醇、丙三醇、乙二醇、乙醇中的一种或多种。

7、在一种较佳的实施方式中，所述剥离剂还包括稳定剂；所述稳定剂包括尿素、磷酸二氢氨、磷酸氢二钠一种或多种。

8、在一种较佳的实施方式中，所述水、所述表面活性剂、所述助分散剂、所述脱胶剂、所述渗透剂以及所述稳定剂的质量比为(30-60)％：(3-8)％：(0-1)％：(60-30)％：(3-5)％：(0-1)％。

9、第二方面，本发明还提供一种剥离锂离子电池极片的方法，使用如第一方面中任意一项所述的剥离锂离子电池极片的剥离剂，所述方法包括：

10、将锂离子电池极片浸入剥离剂中进行反应，预设时长后获得分离后的活性物质与集流体。

11、在一种较佳的实施方式中，所述锂离子电池极片与所述剥离剂的质量比为(1:0.2)-(1:3)。

12、在一种较佳的实施方式中，所述方法还包括：在所述将锂离子电池极片浸入剥离剂中后，加热至温度25-40℃。

13、在一种较佳的实施方式中，所述预设时长为10-30min。

14、在一种较佳的实施方式中，所述预设时长后获得分离后的活性物质与集流体包括：

15、预设时长后对浸泡有所述锂离子电池极片的剥离剂进行过滤以获得分离固体与剥离剂滤液；

16、以水冲洗所述分离固体获得活性物质与集流体混合物；

17、60-80℃下烘干所述活性物质与集流体混合物，并筛分干燥后的所述活性物质与集流体混合物获得集流体与回收物。

18、在一种较佳的实施方式中，所述方法还包括：

19、循环使用所述剥离剂滤液浸泡待解离的锂离子电池极片，直至所述剥离剂滤液粘度大于其初始粘度50％。

20、本发明的优点是：提供一种剥离锂离子电池极片的剥离剂及方法，所述剥离剂包括：脱胶剂、渗透剂以及水；所述脱胶剂包括n-甲基吡咯烷酮、nn二甲基甲酰胺中的一种或两种；所述渗透剂包括柠檬烯、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷的缩合物中的一种或多种；本发明配置的剥离剂浸泡锂离子电池极片时，无需高温加热或用大量水冲刷，可以用较低的能耗实现锂离子电池极片中活性物质与集流体的分离，且分离后的活性物质纯度高，铝含量能够控制在100ppm以内，且剥离效率＞95％。经剥离后的活性物质可以直接进入后续处理工艺，回收效果好；

21、进一步的：经过剥离烘干后的活性物质中铝含量很低、含有pvdf胶黏剂，但由于剥离剂良好分散效果的存在，上述活性物质可以直接进行破碎至常规商品铁锂的粒径，细破后的物料可以直接进行配浆制备新的电极。且由于剥离剂残留的存在，该活性物质再分散性能较好，同常规打粉的含pvdf物料配浆制备相比，分散性具备明显提升。

技术特征：

1.一种剥离锂离子电池极片的剥离剂，其特征在于，所述剥离剂包括：脱胶剂、渗透剂以及水；

2.根据权利要求1所述的剥离锂离子电池极片的剥离剂，其特征在于，所述剥离剂还包括表面活性剂与助分散剂；

3.根据权利要求2所述的剥离锂离子电池极片的剥离剂，其特征在于，所述剥离剂还包括稳定剂；所述稳定剂包括尿素、磷酸二氢氨、磷酸氢二钠一种或多种。

4.根据权利要求3所述的剥离锂离子电池极片的剥离剂，其特征在于，所述水、所述表面活性剂、所述助分散剂、所述脱胶剂、所述渗透剂以及所述稳定剂的质量比为(30-60)％：(3-8)％：(0-1)％：(60-30)％：(3-5)％：(0-1)％。

5.一种剥离锂离子电池极片的方法，其特征在于，使用如权利要求1-4任意一项所述的剥离锂离子电池极片的剥离剂，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的剥离锂离子电池极片的方法，其特征在于，所述锂离子电池极片与所述剥离剂的质量比为(1:0.2)-(1:3)。

7.根据权利要求6所述的剥离锂离子电池极片的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述将锂离子电池极片浸入剥离剂中后，加热至温度25-40℃。

8.根据权利要求7所述的剥离锂离子电池极片的方法，其特征在于，所述预设时长为10-30min。

9.根据权利要求6-8任一项所述的剥离锂离子电池极片的方法，其特征在于，所述预设时长后获得分离后的活性物质与集流体包括：

10.根据权利要求9所述的剥离锂离子电池极片的方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本发明公开了一种剥离锂离子电池极片的剥离剂及方法，所述剥离剂包括：脱胶剂、渗透剂以及水；所述脱胶剂包括N‑甲基吡咯烷酮、NN二甲基甲酰胺中的一种或两种；所述渗透剂包括柠檬烯、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷的缩合物中的一种或多种；本发明配置的剥离剂浸泡锂离子电池极片时，无需高温加热或用大量水冲刷，可以用较低的能耗实现锂离子电池极片中活性物质与集流体的分离，且分离后的活性物质纯度高，铝含量能够控制在100ppm以内，且剥离效率＞95％。经剥离后的活性物质可以直接进入后续处理工艺，回收效果好。技术研发人员：岳凯,王彦,滕怀平,师宏心受保护的技术使用者：威尔能环保科技（苏州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29