【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废旧电池材料回收处理，具体涉及一种超快焦耳热剥离废旧电池正负极电极材料的方法。
技术介绍
1、随着消费电子产品、电动汽车和大规模储能市场的快速发展，锂离子电池的产量快速增长，同时产生的废旧锂电池数量也在急剧上升。这不仅对环境造成压力，也带来了资源回收的机遇。废旧锂电池中含有大量有价值的金属元素，如锂、钴、镍等，这些元素在电池制造中成本较高，通过回收可以减少对新资源的开采，缓解资源短缺问题。锂电池中含有的重金属和化学物质如果不当处理会对环境造成污染。回收可以减少这些有害物质的排放，降低对土壤、水源的污染风险。许多国家已经出台了相关政策和法规，鼓励和规范锂电池的回收利用，以促进循环经济的发展，并减少环境污染。
2、目前，废旧锂离子电池正极材料的回收工艺主要包括火法冶金、湿法冶金和直接回收等方法。火法冶金是通过高温焙烧将废旧电池材料转化为合金形式来回收金属。尽管该方法的工艺路线相对简单，但存在能耗高、金属回收率低等问题。湿法冶金是通过化学试剂处理，如酸浸、碱浸、溶剂萃取等方法提取金属，此方法可以在较低温度下进行，但会产生废水和废渣，处理成本和环境污染是主要问题。直接回收是通过直接修复电池的正负极材料，恢复材料性能，避免了材料结构破坏和有价金属元素的提取，能耗低，减少二次污染。但在电池回收过程中，需要将这些集流体和电极材料中剥离开来。目前常用的剥离手段包括高温处理和化学剥离，会存在巨大能耗，导致有价金属流失，对环境造成威胁，产生废液和有害化学物质
3、因此迫切需要有效的剥离方法，可以提高金属材料的回
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足，专利技术人在探索用于废旧锂电池正负极材料易于实现的、高效快速的剥离方法过程中，专利技术了一种基于焦耳热的超快剥离废旧电池正负极电极材料的方法。该方法克服了现有技术中生产周期长、能耗高、成本高的缺点，是一种过程简单、时间短、能耗低、剥离高效的方法，利于实现规模化剥离生产。本专利技术的剥离方法也具有普适性并不局限于锂离子电池正负极材料的剥离，可以扩展于钠离子电池、锂硫电池等其他电池的电极材料的剥离及相关应用领域。
2、本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现：
3、一种超快焦耳热剥离废旧电池正负极电极材料的方法，所述方法包括如下步骤：
4、步骤1，从废旧电池中获取带有集流体的极片；所述极片包括正极极片和负极极片中的任意一种；
5、步骤2，将步骤1得到的带有集流体的极片放置在导电载体上；
6、步骤3，对带有集流体的极片进行高温热处理将极片上的电极材料与集流体剥离；
7、所述高温热处理包括：在预设的热处理气氛环境和通电时间下，使用电源装置对导电载体进行通电处理；
8、由于导电载体具有良好的导电性和导热性，在通电电流产生的焦耳热的作用下，导电载体快速升温，并使与其接触的带有集流体的极片先快速升温；导电载体通电结束后，再在导电载体导热性的作用下，使带有集流体的极片快速冷却。
9、优选的，步骤2中，所述导电载体为以下材料中的任意一种，铁箔、不锈钢箔、镍箔、钛箔、钨舟、碳布、碳纸、石墨片材料。
10、优选的，步骤2中，所述导电载体包括上夹部和下夹部；上夹部和下夹部夹紧时，上夹部和下夹部的接触面互相紧密贴合；所述将带有集流体的极片放置在导电载体上的具体放置方式为：将带有集流体的极片夹在上夹部和下夹部之间。
11、因为带有集流体的极片为三明治结构，上下层分别通过粘结剂与中间层进行连接，中间层为集流体，对带有集流体的极片通过加热进行分离是利用加热破坏粘结剂，通过将带有集流体的极片夹在上夹部和下夹部之间，可以让三明治结构的上下层同时受热，破坏粘结剂实现分离；也能减少热量能耗损失，同时还能隔绝极片与空气接触，避免高温状态下极片与空气产生反应；
12、优选的，步骤3中，所述电源装置为直流电源和交流电源中的任意一种；其中，所述直流电源包括恒流电源和恒压电源中的任意一种。
13、优选的，所述上夹部和下夹部是同一块片状的导电载体经一次对折后形成的两个大小相同的部分。
14、因为上夹部和下夹部的用料和厚度相同，通电时升温情况相同，对三明治结构上下层的加热均匀。将带有集流体的极片放置在对折后的导电载体中间，紧密接触可以对极片两面同时进行超快焦耳加热。
15、优选的，步骤3中，所述快速升温的升温速率为10-103℃/s，快速冷却的冷却速率为10-103℃/s。所述高温热处理的温度为400-2000℃，通电的时间为1.0-100s。
16、优选的，步骤3中，所述高温热处理的次数不少于1次。
17、优选的，所述电池为锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、锂硫电池和钠硫电池中的任意一种。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
19、(1)本专利技术通过导电载体与极片直接接触进行加热，电热能量的转换和传输效率大幅度提高，超快的加热和冷却过程，高效地将正负极材料与集流体进行分离，克服了传统高温煅烧耗时耗能、成本高的缺点，大大缩短了回收周期，提高了回收效率。
20、(2)本专利技术能将正负极极片中材料与集流体完全分离，整个超快的高温热处理过程中对集流体和正负极材料的损失极小，高成效低损耗的回收有利于后续的回收转化利用。
21、(3)本专利技术将正负极材料剥离的过程中，隔绝高温状态下集流体与空气接触产生反应，可实现集流体的同步回收。
22、(4)本专利技术高温热处理过程中不涉及添加化学试剂辅助剥离，有效地避免了产生废水和废渣，处理成本和环境污染等问题。
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1.一种超快焦耳热剥离废旧电池正负极电极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述导电载体为以下材料中的任意一种，铁箔、不锈钢箔、镍箔、钛箔、钨舟、碳布、碳纸、石墨片材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述导电载体包括上夹部和下夹部；上夹部和下夹部夹紧时，上夹部和下夹部的接触面互相紧密贴合；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述电源装置为直流电源和交流电源中的任意一种；其中，所述直流电源包括恒流电源和恒压电源中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述上夹部和下夹部是同一块片状的导电载体经一次对折后形成的两个大小相同的部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述快速升温的升温速率为10-103℃/s，快速冷却的冷却速率为10-103℃/s；所述高温热处理的温度为400-2000℃，通电的时间为1.0-100s。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述
8.根据权利要求1-7中任一项所述的超快焦耳热剥离废旧电池正负极电极材料的方法，其特征在于，所述电池为锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、锂硫电池和钠硫电池中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种超快焦耳热剥离废旧电池正负极电极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述导电载体为以下材料中的任意一种，铁箔、不锈钢箔、镍箔、钛箔、钨舟、碳布、碳纸、石墨片材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述导电载体包括上夹部和下夹部；上夹部和下夹部夹紧时，上夹部和下夹部的接触面互相紧密贴合；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述电源装置为直流电源和交流电源中的任意一种；其中，所述直流电源包括恒流电源和恒压电源中的任意一种。
5.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁琦，胡小诗，马昕雨，彭天朗，俞俊杰，王艳玲，倪华良，秦海英，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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