披露了一種用于生產(chǎn)銅復合材料的方法和裝置，該銅復合材料包含銅和碳(例如，石墨)，并且在用于再循環(huán)和/或回收有價金屬的方法中具有改善的可加工性和/或金屬回收率。該復合材料是鋰離子電池再循環(huán)中有用的中間體。
背景技術：
：：1、鋰離子電池材料是各種元素和化合物的復雜混合物。例如，許多鋰離子電池材料含有有價金屬，如鋰、鋁、銅、鎳、鈷、和/或錳?？赡芷谕氖菑匿囯x子電池材料中回收各種元素和化合物。例如，回收鋰、鋁、銅、鎳、鈷、和/或錳可能是有利的。在一些電池再循環(huán)工藝中，不同的工藝參數(shù)可以產(chǎn)生具有不同組成和/或特性的中間材料。具有例如有利的組成、機械特性、表面親水性和/或孔隙率的中間材料例如可以在后續(xù)下游加工步驟中得到改善的可加工性和/或回收率。此類下游加工步驟可以例如是鋰離子電池再循環(huán)工藝和/或更一般的金屬再循環(huán)和/或回收步驟的一部分。2、因此，需要在后續(xù)下游再循環(huán)和/或回收工藝中具有改善的可加工性和/或金屬回收率的材料。例如，需要具有例如有利的組成、機械特性、表面親水性和/或孔隙率的中間鋰離子電池再循環(huán)材料。此外，需要用于生產(chǎn)此類改善的中間材料的改善的電池再循環(huán)方法。銅是廢鋰離子電池的非常有價值的部分，并且因此需要在電池再循環(huán)期間回收它。3、ep?3?576?216?a1披露了一種用于從鋰離子電池回收有價值材料的方法，該方法包括放電步驟，該步驟對鋰離子電池進行放電；熱分解步驟，該步驟通過在鋰離子電池放電之后對其進行熱處理來將作為陰極活性材料的鋰化合物還原成磁性氧化物；壓碎步驟，該步驟在鋰離子電池熱分解之后，將其壓碎成適合風力分選的尺寸的碎片，允許磁性氧化物的一部分留在鋁箔中；篩分步驟，該步驟對壓碎的材料進行篩分以將壓碎的材料分離成過大的產(chǎn)品和過小的產(chǎn)品；風力分選步驟，該步驟將過大的產(chǎn)品分離成重質(zhì)產(chǎn)品和輕質(zhì)產(chǎn)品；和磁力分選步驟，該步驟將帶有磁性氧化物殘余物的鋁箔作為磁化材料從輕質(zhì)產(chǎn)品中分選和回收，并將銅箔作為非磁化材料從輕質(zhì)產(chǎn)品中回收。4、lombardo,gabriele等人:“chemical?transformations?in?li-ion?batteryelectrode?materials?by?carbothermic?reduction[通過碳熱還原在鋰離子電池電極材料中進行的化學轉化]”,acs?sustainable?chemistry&engineering[美國化學會可持續(xù)化學與工程],第7卷,第16期(2019)第13668-13679頁，涉及熱解對電池單元材料的組成的影響與處理時間和溫度的關系。將li離子電池的廢棄物在400℃、500℃、600℃和700℃下在氮氣氣氛中熱解30、60和90min。在400℃與700℃之間的溫度下對nmc?li離子電池的陰極和陽極的混合物進行處理，觸發(fā)了陰極活性材料的碳熱還原，并且獲得了處于較低氧化態(tài)的co、mn和ni。5、ep?3?702?481?a1披露了一種用于從包含銅、鎳和鈷的合金中將銅與鎳和鈷分離的方法，該合金通過對廢鋰離子電池單元進行干法處理而獲得。使包含銅、鎳和鈷的合金與硫酸在硫化劑的共同存在下接觸，并且獲得含有銅的固體和含有鎳和鈷的浸出液。技術實現(xiàn)思路1、披露了一種用于生產(chǎn)銅復合材料的方法，該銅復合材料包含銅和碳(例如石墨)，并且在用于再循環(huán)和/或回收銅的方法中具有改善的可加工性和/或金屬回收率。該方法包括將鋰離子電池再循環(huán)材料加熱至400℃至630℃的溫度，同時使該材料與惰性氣體并與通過該材料的熱分解原位生成的還原性氣體接觸，以獲得熱解的鋰離子電池再循環(huán)材料。該方法還包括在該加熱步驟之前粉碎該鋰離子電池再循環(huán)材料和/或在該加熱步驟之后粉碎該熱解的鋰離子電池再循環(huán)材料，以及從粉碎且熱解的鋰離子電池再循環(huán)材料中分離該銅復合材料。2、還披露了一種用于生產(chǎn)銅復合材料的裝置。該裝置包括至少兩個粉碎裝置、一個熱解裝置和至少一個分離裝置，該至少一個分離裝置被配置成從粉碎且熱解的鋰離子電池再循環(huán)材料中分離銅復合材料。3、此外，提供了銅復合材料在從鋰離子電池中回收銅的用途。4、定義5、如本文所用，術語“復合材料”是指包含兩種或更多種不同成分的材料。6、如本文所用，術語“鋰離子電池再循環(huán)材料”是指包含鋰離子電池或電池廢料的材料，這些鋰離子電池或電池廢料包含涂覆有碳(例如，涂覆在銅箔表面上的石墨)的銅箔。7、術語“粉碎”在本文中用于描述在任何合適的粉碎裝置中或通過任何合適的粉碎裝置對材料進行的任何機械處理。合適的粉碎裝置的實例包括切碎機(如4-軸切碎機、2-軸切碎機和1-軸切碎機)和/或碾磨機(如球磨機、切割式磨機、噴射式磨機、和沖擊式磨機(特別是轉子沖擊式磨機))。8、術語“分離裝置”在本文中用于適合于將電池材料顆粒分成不同級分的任何種類的裝置。合適的分離裝置的實例包括篩分/篩選裝置，如振動篩選機或滾筒篩選機、鋸齒形分級機、分離搖床(separating?table)、風力跳汰機、流化床分離器、渦流分離器、靜電分離器、磁力分離器及其任何組合。技術特征：1.一種用于制備銅復合材料的方法，該方法包括2.如權利要求1所述的方法，其中，步驟c)包括以下步驟：3.如權利要求1或2所述的方法，其中，步驟d)涉及基于密度差異從具有<500μm的粒度的該粉碎且熱解的鋰離子電池再循環(huán)材料細級分中分離該銅復合材料。4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，該鋰離子電池材料包括選自鋰離子電池、鋰離子電池廢棄物、鋰離子電池生產(chǎn)廢料、鋰離子電池單元生產(chǎn)廢料、鋰離子陰極活性材料、及其組合的至少一種。5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，該鋰離子電池再循環(huán)材料包含鎳、鈷、錳、銅、鋁、鐵、磷、或其組合。6.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，該鋰離子電池再循環(huán)材料包含1wt.-％至11wt.-％的處于零氧化態(tài)的銅箔形式的銅和5wt.-％至32wt.-％的碳；其中每個wt.-％是按該鋰離子電池再循環(huán)材料的總重量計的。7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，該銅復合材料包含基于該銅復合材料的總重量80wt.-％至99.9wt.-％的銅和0.1wt.-％至20wt.-％的碳。8.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，該銅復合材料包含基于該銅復合材料的總重量0.04wt.-％至1.0wt.-％的鋰、和/或0.001wt.-％至0.08wt.-％的鎳、和/或0.001wt.-％至0.08wt.-％的鉻、和/或0.001wt.-％至0.15wt.-％的鈷、和/或0.001wt.-％至0.006wt.-％的鐵、和/或0.001wt.-％至0.25wt.-％的錳、和/或0.001wt.-％至0.75wt.-％的鋁、和/或0.001wt.-％至0.002wt.-％的鎂。9.一種用于生產(chǎn)如權利要求1至8中任一項中的銅復合材料的裝置，該裝置包括至少兩個粉碎裝置、一個熱解裝置和至少一個分離裝置，該至少一個分離裝置被配置成從具有<500μm的粒度的粉碎且熱解的鋰離子電池再循環(huán)材料中分離該銅復合材料。10.如權利要求9所述的裝置，其中，該至少兩個粉碎裝置包括2-軸切碎機和布置在該2-軸切碎機下游的單軸切碎機的組合。11.如權利要求10所述的裝置，其另外包括布置在該2-軸切碎機下游的轉子沖擊式磨機。12.如權利要求9至11中任一項所述的裝置，其中，該熱解裝置包括回轉窯。13.如權利要求12所述的裝置，其中，該回轉窯以使用電力的外部加熱元件為特征。14.如權利要求9至13中任一項所述的裝置，其中，該分離裝置包括鋸齒形分級機、分離搖床、風力跳汰機、流化床分離器、渦流分離器、或其組合。技術總結披露了一種用于生產(chǎn)銅復合材料的方法和裝置，該銅復合材料包含銅和碳(例如，石墨)，并且在用于再循環(huán)和/或回收有價金屬的方法中具有改善的可加工性和/或金屬回收率。該復合材料是鋰離子電池再循環(huán)中有用的中間體。技術研發(fā)人員：M·杜查爾特,A·M·克恩,T·埃爾韋特,B·格克,K·黑爾曼,W·羅德,R·福格爾桑,W·維爾克,T·烏利希,K·希爾勒-阿恩特,N-O·J·博恩,F·席勒,A-M·C·齊尚受保護的技術使用者：巴斯夫歐洲公司技術研發(fā)日：技術公布日：2025/6/12