权利要求
1.一种
锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将未注液正极极片经压花处理形成具有均匀分布图案的表面;
根据所述极片底涂及粘结剂材料性质选择溶胶剂，并将所述压花处理后的极片置于选定的溶胶剂中浸润，以加速极片膜料与
铝箔基材的剥离;
浸润后使用喷淋装置对极片进行喷淋，促进膜料从铝箔上的分离;
分离出的膜料进入细化罐，在NMP有机溶剂作为分散剂的作用下进行搅拌细化，使膜料细化至可通过150-250目滤网;
经过筛分去除铝箔碎屑后，对膜料进行真空振动干燥，降低膜料中的水分含量。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述压花处理是在极片表面上切割出边长为4-6mm的菱形图案。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述根据所述极片底涂及粘结剂材料性质选择溶胶剂，包括：
对于水溶性底涂胶及粘结剂选用纯水作为溶胶剂;
对于油性底涂胶及粘结剂选用NMP有机溶剂作为溶胶剂。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述浸润温度设定为55°C-65°C，时间设定为50-70秒用于水溶性底涂胶，油性底涂胶则在常温下浸润110-130秒。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述喷淋装置使用纯水作为喷淋介质，以物理力辅助膜料与铝箔的分离，并同时切割膜料为压花图案大小。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述细化罐中，NMP有机溶剂用作细化剂，搅拌桨转速设定为90-110r/min，搅拌时间依据底涂胶类型调整为10-15分钟。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，还包括：干燥后的膜料通过补锂工艺直接制备为可直接使用的
正极材料，无需提取锂元素。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述干燥过程采用真空振动干燥。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述补锂工艺是基于Li：Fe摩尔比1.08补充
碳酸锂作为锂源，并根据测定的含碳量添加蔗糖至2.5wt%作为碳源，与工业级
磷酸铁锂VC混合煅烧修复晶体结构。
10.根据权利要求9所述的一种锂电池极片膜料回收的方法，其特征在于，所述煅烧过程在650°C-750°C下的天然气回转窑中进行9-11小时，期间通入惰性气体防止氧化。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于
锂电池回收技术领域，具体涉及一种锂电池极片膜料回收的方法。
背景技术
[0002]随着
新能源汽车行业的迅猛发展，锂电池作为其动力源的关键部件，其生产量也在不断增加。与此同时，锂电池的生产工艺过程中不可避免地会产生一定比例的未注液正极极片废料。这些未注液正极极片通常包含铝箔基材和涂覆在其上的活性物质膜层(即极片膜料)，其中活性物质包含了锂、
钴、
镍等有价值的金属成分。为了实现资源的有效回收利用，并降低环境污染风险，如何高效且环保地回收这些未注液正极极片成为了一个重要的课题。
[0003]目前，对于未注液正极极片的回收主要采用物理法、化学法和生物法。物理方法主要包括破碎、筛分以及磁选等步骤，通过机械手段分离出铝颗粒与正极材料粉末，但这种方法往往导致回收物中混入较多的铝箔碎屑，使得正极材料粉末中的铝含量超标，影响了其再利用率。此外，该方法获得的产物多为正极材料前驱体，需进一步加工才能制备成新的正极材料，增加了后续处理成本。化学法则依赖于溶解和沉淀过程来提取有价值金属，而生物法则使用微生物分解和提取金属。然而，这两种方法都存在各自的局限性：化学法可能引入额外的化学元素，增加污染风险;生物法则因为周期长、成本高而不适合大规模工业应用。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种锂电池极片膜料回收的方法，解决了在剥离过程中极片膜料容易与铝箔碎屑混杂而导致铝含量超标的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种锂电池极片膜料回收的方法，包括以下步骤：
将未注液正极极片经压花处理形成具有均匀分布图案的表面;根据所述极片底涂及粘结剂材料性质选择溶胶剂，并将所述压花处理后的极片置于选定的溶胶剂中浸润，以加速极片膜料与铝箔基材的剥离;浸润后使用喷淋装置对极片进行喷淋，促进膜料从铝箔上的分离;分离出的膜料进入细化罐，在NMP有机溶剂作为分散剂的作用下进行搅拌细化，使膜料细化至可通过150-250目滤网;经过筛分去除铝箔碎屑后，对膜料进行真空振动干燥，降低膜料中的水分含量。
[0006]优选的，所述压花处理是在极片表面上切割出边长为4-6mm的菱形图案。
[0007]优选的，所述根据所述极片底涂及粘结剂材料性质选择溶胶剂，包括：
对于水溶性底涂胶及粘结剂选用纯水作为溶胶剂;
对于油性底涂胶及粘结剂选用NMP有机溶剂作为溶胶剂。
[0008]优选的，所述浸润温度设定为55°C-65°C，时间设定为50-70秒用于水溶性底涂胶，油性底涂胶则在常温下浸润110-130秒。
[0009]优选的，所述喷淋装置使用纯水作为喷淋介质，以物理力辅助膜料与铝箔的分离，并同时切割膜料为压花图案大小。
[0010]优选的，所述细化罐中，NMP有机溶剂用作细化剂，搅拌桨转速设定为90-110r/min，搅拌时间依据底涂胶类型调整为10-15分钟。
[0011]优选的，还包括：干燥后的膜料通过补锂工艺直接制备为可直接使用的正极材料，无需提取锂元素。
[0012]优选的，所述干燥过程采用真空振动干燥。
[0013]优选的，所述补锂工艺是基于Li：Fe摩尔比1.08补充碳酸锂作为锂源，并根据测定的含碳量添加蔗糖至2.5wt%作为碳源，与工业级磷酸铁锂VC混合煅烧修复晶体结构。
[0014]优选的，所述煅烧过程在650°C-750°C下的天然气回转窑中进行9-11小时，期间通入惰性气体防止氧化。
[0015]本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种锂电池极片膜料回收的方法，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明通过选择特定溶胶剂对压花预处理后的极片进行浸润，然后配合喷淋加速膜料剥离，最后在NMP有机溶剂的作用下搅拌细化，确保了膜料能够被有效分散并且不携带过多铝箔碎片。经筛分去除铝箔后，膜料经过真空振动干燥以减少水分含量。整个工艺流程不仅提高了膜料回收的纯度和效率，而且实现了非破坏性的绿色回收，最大限度地保留了原始材料的价值，同时避免了传统方法中存在的铝含量超标问题。因此，该方法具有显著的技术效果，包括但不限于更高的回收率、更低的杂质含量以及更环保的处理方式。本回收方式自动化实现程度高，具备高产能的特性，还可为非破坏性修复技术提供有效支持，与材料提取回收技术相比，本工艺的主要优点是可以降低回收成本，最大限度地实现再生材料的价值，实现了锂电池电极材料的闭环。
附图说明
[0016]图1为本发明一种锂电池极片膜料回收的方法的流程图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]本发明提供了如图1所示的一种锂电池极片膜料回收的方法，包括以下步骤：
步骤一：将未注液正极极片经压花处理形成具有均匀分布图案的表面;压花处理是在极片表面上切割出边长为4-6mm的菱形图案。
[0019]具体的，压花处理通过在极片表面上切割出边长为4-6mm的菱形图案，显著增强了后续剥离膜料时的效率。这种特定的几何形状设计不仅有助于提高溶胶剂对底涂胶和粘结剂的作用面积，而且在喷淋过程中提供了更有效的分离力，使得膜料更容易从铝箔基材上脱落。此外，菱形图案的设计可以确保膜料在被细化时保持相对均匀的大小，有利于后续的筛分和干燥步骤，并减少铝箔碎屑混入的可能性，从而有效控制回收材料中的铝含量。
[0020]将一片尺寸为30cm x 40cm、厚度约为100μm的未注液正极极片置于压花装置中，使用特制的压花辊进行处理。压花辊上的花纹设计为边长5mm的菱形图案，均匀分布在极片表面。经过压花处理后，极片表面呈现出规则排列的菱形凹凸结构，这些结构增加了极片表面积，同时也为接下来的浸润过程准备了良好的条件。
[0021]技术参数：
压花图案：菱形;
边长范围：5mm(具体实施中可根据实际需求调整至4-6mm);
图案分布：均匀覆盖整个极片面。
[0022]步骤二：根据所述极片底涂及粘结剂材料性质选择溶胶剂，并将所述压花处理后的极片置于选定的溶胶剂中浸润，以加速极片膜料与铝箔基材的剥离;
可选的，对于水溶性底涂胶及粘结剂选用纯水作为溶胶剂;对于油性底涂胶及粘结剂选用NMP有机溶剂作为溶胶剂。
[0023]具体的，选择合适的溶胶剂是确保极片膜料与铝箔基材高效分离的关键。对于水溶性底涂胶及粘结剂，选用纯水作为溶胶剂可以有效溶解这些材料，同时不会引入其他化学元素，保持回收材料的纯净度。而对于油性底涂胶及粘结剂，则使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)有机溶剂，这是因为NMP对这类材料具有良好的溶解性能，并且在不破坏极片结构的前提下能够快速地将底涂胶和粘结剂溶解，从而加速膜料从铝箔上的剥离过程。此外，NMP作为一种高沸点、低挥发性的溶剂，在处理过程中相对安全，易于控制，并且可以在后续步骤中循环利用，降低了成本。
[0024]通过选择适当的溶胶剂，本步骤不仅提高了膜料剥离的速度和效率，还保证了回收材料的质量，避免了不必要的杂质引入。同时，由于不同类型的底涂胶和粘结剂需要不同的处理方式，此方法可以根据具体材料特性进行灵活调整，增强了工艺的适应性和广泛适用性。
[0025]具体实施方式一：水溶性底涂胶及粘结剂的未注液正极极片：
经过压花处理后，将一片尺寸为30cm x 40cm、厚度约为100μm的未注液正极极片置于温度为60°C的纯水中浸润60秒。由于极片采用的是水溶性底涂胶及粘结剂，纯水作为溶胶剂能有效地溶解这些材料，使得极片膜料开始松动并与铝箔基材分离。随着浸润时间的增加，底涂胶逐渐溶解，膜料呈现出与铝箔错位的现象，这为进一步的喷淋分离做好了准备。
[0026]技术参数：
溶胶剂：纯水;
浸润温度：60°C;
浸润时间：60秒;
底涂胶及粘结剂类型：水溶性;
具体实施方式二：油性底涂胶及粘结剂的未注液正极极片：
对于一片同样尺寸但使用油性底涂胶及粘结剂的未注液正极极片，将其置于常温下的NMP有机溶剂中浸润120秒。NMP作为一种强效的有机溶剂，能够迅速溶解油性底涂胶和粘结剂，导致膜料与铝箔基材之间的结合力显著减弱，进而加速了膜料的剥离过程。与水溶性材料相比，油性材料需要更长的时间来充分溶解，因此浸润时间设定为120秒以确保最佳效果。
[0027]技术参数：
溶胶剂：NMP有机溶剂;
浸润温度：常温(约25°C);
浸润时间：120秒;
底涂胶及粘结剂类型：油性。
[0028]在这两个实施例中，通过针对不同类型的底涂胶和粘结剂选择最适宜的溶胶剂，实现了高效的膜料剥离，同时最大限度地减少了杂质的混入，保证了回收材料的高品质。此步骤为后续的喷淋、细化、筛分和干燥等操作奠定了坚实的基础，确保整个回收流程顺利进行。
[0029]步骤三：浸润后使用喷淋装置对极片进行喷淋，促进膜料从铝箔上的分离;浸润温度设定为55°C-65°C，时间设定为50-70秒用于水溶性底涂胶，油性底涂胶则在常温下浸润110-130秒。
[0030]进一步的，喷淋装置使用纯水作为喷淋介质，以物理力辅助膜料与铝箔的分离，并同时切割膜料为压花图案大小。
[0031]喷淋步骤是极片膜料与铝箔分离的关键环节之一。通过使用纯水作为喷淋介质，可以提供物理力辅助膜料从铝箔上彻底分离，同时切割膜料为压花图案大小，确保膜料的尺寸均匀一致，便于后续处理。喷淋过程不仅增强了膜料剥离的效果，还避免了额外化学物质的引入，保持了回收材料的纯净度。此外，对于水溶性底涂胶，适当的浸润温度(55°C-65°C)和时间(50-70秒)有助于加速底涂胶的溶解，而油性底涂胶在常温下浸润110-130秒则能保证充分溶解，从而实现高效的膜料剥离。
[0032]喷淋装置的设计使得整个过程自动化程度高、操作简便，并且能够稳定地控制膜料的剥离质量，减少人工干预带来的不确定性。这一技术改进有效解决了传统方法中膜料容易与铝箔碎屑混杂的问题，降低了膜料中的铝含量超标风险，提高了回收材料的纯度和价值。
[0033]具体实施方式三：水溶性底涂胶及粘结剂的未注液正极极片：
经过浸润处理后的极片被转移到喷淋装置中。此时，极片表面的底涂胶已经部分溶解，膜料开始与铝箔基材分离。喷淋装置使用纯水作为喷淋介质，在一定压力下对极片进行均匀喷洒。喷淋过程中，水流产生的物理冲击力进一步促进了膜料从铝箔上的分离，并将膜料切割成与压花图案相匹配的小块。此过程有效地防止了大片膜料与铝箔碎片的混杂，减少了铝含量超标的风险。
[0034]技术参数：
浸润温度：60°C(位于推荐范围55°C-65°C内);
浸润时间：60秒(位于推荐范围50-70秒内);
底涂胶及粘结剂类型：水溶性;
喷淋介质：纯水;
喷淋压力：适中，足以提供足够的物理分离力而不损坏膜料结构。
[0035]具体实施方式四：油性底涂胶及粘结剂的未注液正极极片：
对于采用油性底涂胶及粘结剂的极片，在常温下浸润120秒后同样转移至喷淋装置中。尽管NMP有机溶剂已经在浸润步骤中显著削弱了膜料与铝箔之间的结合力，但喷淋装置的作用依然不可或缺。纯水喷淋不仅能继续促进膜料的分离，还能确保膜料被切割成更小的、符合压花图案大小的颗粒，有利于后续的细化和筛分操作。
[0036]技术参数：
浸润温度：常温(约25°C);
浸润时间：120秒(位于推荐范围110-130秒内);
底涂胶及粘结剂类型：油性;
喷淋介质：纯水;
喷淋压力：适中，确保分离效果同时保护膜料完整性。
[0037]在这两个实施例中，喷淋步骤通过纯水提供的物理力显著提升了膜料与铝箔的分离效率，确保了膜料尺寸的一致性和均匀性，同时避免了不必要的杂质引入。这一步骤为后续的细化、筛分和干燥等操作创造了有利条件，确保整个回收流程高效、环保且经济可行。
[0038]步骤四：分离出的膜料进入细化罐，在NMP有机溶剂作为分散剂的作用下进行搅拌细化，使膜料细化至可通过150-250目滤网;细化罐中的NMP有机溶剂用作细化剂，搅拌桨转速设定为90-110r/min，搅拌时间依据底涂胶类型调整为10-15分钟。
[0039]细化步骤是确保回收膜料达到理想粒度分布和纯度的关键。通过在细化罐中使用NMP有机溶剂作为分散剂，可以有效地将分离出的大片膜料进一步细化至可以通过150-250目滤网的程度。NMP作为一种高效的有机溶剂，不仅能够溶解油性底涂胶及粘结剂，还能防止膜料颗粒之间的重新聚集，保证了膜料的均匀分散。搅拌桨转速设定为90-110r/min，能够在不影响膜料结构完整性的前提下提供足够的剪切力，使得膜料被细化成更小、更均匀的颗粒。此外，根据底涂胶类型的差异调整搅拌时间(10-15分钟)，可以优化细化过程，确保不同材料特性的极片都能获得最佳处理效果。
[0040]这一技术改进显著提升了膜料的细化效率和质量，减少了铝箔碎屑和其他杂质的混入，从而降低了膜料中的铝含量超标风险。同时，该方法还实现了NMP溶剂的循环利用，降低了生产成本并减少了环境污染。最终，经过细化处理后的膜料更加适合后续的筛分、干燥和补锂等工序，提高了整个回收流程的效率和经济效益。
[0041]具体实施方式五：水溶性底涂胶及粘结剂的未注液正极极片：
从喷淋装置分离出来的膜料被送入细化罐中，在此过程中加入NMP有机溶剂作为分散剂。对于水溶性底涂胶及粘结剂的膜料，尽管它们在之前的浸润和喷淋步骤中已经被部分打散，但在细化罐中进行进一步的搅拌细化仍然是必要的。设置搅拌桨转速为100r/min，并搅拌10分钟以确保膜料被充分细化且不破坏其结构。在此条件下，膜料被细化至可以通过200目滤网的程度，这有助于后续的筛分操作，并确保了膜料颗粒的均匀性和一致性。
[0042]技术参数：
分散剂：NMP有机溶剂;
搅拌桨转速：100r/min(位于推荐范围90-110r/min内);
搅拌时间：10分钟(适用于水溶性底涂胶);
筛分标准：可通过200目滤网;
具体实施方式六：油性底涂胶及粘结剂的未注液正极极片：
对于采用油性底涂胶及粘结剂的膜料，在细化罐中同样使用NMP有机溶剂作为分散剂。由于油性材料在之前的浸润和喷淋步骤中已经得到了较好的预处理，因此在这一步骤中主要目的是确保膜料被进一步细化至理想的粒度分布。搅拌桨转速设定为100r/min，但考虑到油性材料的特点，搅拌时间延长至15分钟，以确保所有膜料都被细化至可以通过150-250目滤网的程度。这一步骤有效避免了大片膜料的存在，减少了铝箔碎屑混入的风险，并为后续的筛分和干燥做好准备。
[0043]技术参数：
分散剂：NMP有机溶剂;
搅拌桨转速：100r/min(位于推荐范围90-110r/min内);
搅拌时间：15分钟(适用于油性底涂胶);
筛分标准：可通过150-250目滤网;
在这两个实施例中，通过精确控制细化罐中的搅拌条件和NMP溶剂的使用，实现了膜料的有效细化，确保了颗粒尺寸的一致性和均匀性。这不仅提高了回收材料的质量，也为后续的加工步骤奠定了良好的基础，体现了高效、环保和经济可行的技术优势。
[0044]步骤五：经过筛分去除铝箔碎屑后，对膜料进行真空振动干燥，降低膜料中的水分含量。
[0045]真空振动干燥步骤 是确保回收膜料品质和后续加工性能的关键环节。经过筛分去除铝箔碎屑后的膜料通常含有一定量的水分，这些水分不仅会影响膜料的存储稳定性，还会在后续的补锂和其他热处理过程中导致材料性能的变化或损失。通过真空振动干燥，可以有效降低膜料中的水分含量至极低水平(例如≤1000ppm)，从而：
提高膜料纯度：真空环境能够最大限度地减少外界杂质的混入，保持膜料的纯净度，避免了传统干燥方法中可能引入的污染物。
[0046]增强材料稳定性：去除水分后，膜料在储存和运输过程中更加稳定，不易受潮变质，延长了材料的有效期。
[0047]优化后续处理条件：干燥后的膜料更适合进行高温煅烧等后续工艺，因为较低的水分含量可以防止在高温下水分迅速蒸发引起的材料结构破坏或体积膨胀。
[0048]提升经济效益：高效且彻底的干燥过程减少了能源消耗，同时提高了生产效率，降低了整体回收成本。
[0049]此外，振动干燥方式能够在干燥过程中不断翻动膜料，保证干燥均匀，防止局部过干或未完全干燥的情况发生。这种干燥方法还具有良好的自动化程度，适合大规模工业应用，并且可以根据具体需求调整干燥时间和温度，以适应不同类型的膜料特性。
[0050]综上所述，真空振动干燥步骤不仅显著提升了膜料的干燥效果，还为后续的补锂、混合和煅烧等工序创造了有利条件，确保整个回收流程的高效性、环保性和经济性。
[0051]步骤六：干燥后的膜料通过补锂工艺直接制备为可直接使用的正极材料，无需提取锂元素;干燥过程采用真空振动干燥。
[0052]进一步的，补锂工艺是基于Li：Fe摩尔比1.08补充碳酸锂作为锂源，并根据测定的含碳量添加蔗糖至2.5wt%作为碳源，与工业级磷酸铁锂VC混合煅烧修复晶体结构;煅烧过程在650°C-750°C下的天然气回转窑中进行9-11小时，期间通入惰性气体防止氧化。这一过程实现了以下技术效果：
无需提取锂元素：该方法避免了传统回收流程中复杂的锂元素提取步骤，简化了工艺流程，降低了生产成本，同时减少了化学试剂的使用，更加环保。
[0053]直接制备成品材料：通过补锂工艺，可以直接获得性能优良的正极材料，无需进一步加工成前驱体再制备正极材料，显著提高了材料的回收效率和经济价值。
[0054]优化材料性能：补锂过程中精确控制Li：Fe摩尔比确保了正极材料的
电化学性能，如容量、循环稳定性和倍率性能等。而添加蔗糖作为碳源有助于形成导电网络，提高电子传导性，增强电池的整体性能。
[0055]修复晶体结构：在650°C-750°C下的天然气回转窑中进行9-11小时的煅烧，期间通入惰性气体防止氧化，可以有效修复膜料在回收过程中可能受损的晶体结构，恢复其原始的电化学活性。
[0056]减少杂质影响：整个补锂和煅烧过程在严格控制的条件下进行，最大限度地减少了外界杂质的引入，保证了最终产品的纯度和一致性。
[0057]综上所述，此补锂工艺不仅简化了锂电池极片膜料的回收流程，还提升了回收材料的质量和性能，使得回收材料能够直接应用于新的电池制造，实现了资源的有效闭环利用，具有显著的经济效益和环境效益。
[0058]综上所述，本发明通过选择特定溶胶剂对压花预处理后的极片进行浸润，然后配合喷淋加速膜料剥离，最后在NMP有机溶剂的作用下搅拌细化，确保了膜料能够被有效分散并且不携带过多铝箔碎片。经筛分去除铝箔后，膜料经过真空振动干燥以减少水分含量。
[0059]整个工艺流程不仅提高了膜料回收的纯度和效率，而且实现了非破坏性的绿色回收，最大限度地保留了原始材料的价值，同时避免了传统方法中存在的铝含量超标问题。
[0060]因此，该方法具有显著的技术效果，包括但不限于更高的回收率、更低的杂质含量以及更环保的处理方式。本回收方式自动化实现程度高，具备高产能的特性，还可为非破坏性修复技术提供有效支持，与材料提取回收技术相比，本工艺的主要优点是可以降低回收成本，最大限度地实现再生材料的价值，实现了锂电池电极材料的闭环。
[0061]最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(1)
声明：
“锂电池极片膜料回收的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：海辰储能装备（深圳）有限公司
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2025年04月26日 ~ 27日 
