一种回收废旧锂离子电池正极材料的方法与流程

本发明属于原料回收，涉及一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法。

背景技术：

1、当锂电池作为新能源应用达到均衡态时，制造新锂电池所需的资源的主要供应来源将由矿山资源转向回收资源，废旧锂电池回收及资源化利用废旧锂离子电池的回收成为十分迫切的问题，各类退役、报废的废旧锂电池、废旧极片等将成为宝贵的城市矿山。

2、锂离子电池正极材料中含有多种有回收价值的组分，如钴、镍、锰、锂，因此，回收处理锂离子电池具有巨大的经济价值。目前，湿法处理工艺用于废旧锂电池回收是研究较多且较为成熟的工艺，主要经历三个阶段：预处理，浸出，浸出液中有价金属的分离与回收。对于预处理中电池的破碎分选主要是将电极材料与其他物质在机械作用下通过多级破碎、筛分等分离技术联用，实现材料的分离和富集，现有技术中第一阶段预处理步骤多采用机械物理作业，无论从处理效率还是镍、钴、锰回收率上都无法达到较高水平，且能耗高，回收效率低下，且在回收过程的前期无法选择性提取锂元素，进而无法在后续的工艺步骤中进一步提高锂元素的回收率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法。

2、为此，本发明采取如下技术方案：

3、一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法，包括以下步骤：

4、（1）将废旧锂离子电池放电后，置于空气中将拆解，得到完整的正极片；

5、（2）将正极片置入剥离剂中浸渍0.5-1h，使得正极片的极粉从正极片上脱离，得到含有极粉的混合溶液。

6、（3）使用大孔径筛网对混合溶液进行筛分，将含有极粉的溶液筛出，然后对含有极粉的溶液进行真空过滤并干燥得到混合极粉；

7、（4）将混合极粉置于煅烧炉中在温度为450-650℃的条件下进行焙烧2-6h；

8、（5）将焙烧后的混合极粉进行水浸，混合极粉和水的固液比为1：5-10，水浸时间1h-1.5h，温度70℃-85℃，水浸结束后过滤得到滤渣和滤液，将滤液浓缩后用于制取碳酸锂产品；

9、（6）将滤渣浸入50℃-70℃的硫酸溶液中并搅拌，然后加入浓度为30%的双氧水或浓度为20%的亚硫酸钠，调节溶液ph值为0.5-1并继续反应至滤渣完全溶解于硫酸溶液内；

10、（7）将硫酸溶液置于加热板中浓缩富集，浓缩至晶体析出，所述晶体为镍钴锰混盐。

11、进一步地，所述步骤（2）中剥离剂中的成分各组分按重量计分为：焦磷酸钠溶液1份、焦硫酸钠溶液2-5份、硫酸钾溶液1-4份。

12、进一步地，所述焦磷酸钠溶液的浓度为5g/l，所述焦硫酸钠溶液的浓度为5-15g/l，所述硫酸钾溶液的浓度为5g/l。

13、进一步地，所述双氧水与滤渣的液固比为0.05-1。

14、进一步地，所述亚硫酸钠溶液与滤渣的液固比为0.05-1。

15、本发明的有益效果在于：

16、（1）将正极片和隔膜转移至剥离剂中，通过在剥离剂中浸渍一定时间，可快速高效的将极粉从正极片上剥离使得极粉和隔膜以及铝箔分离，提高了废旧锂电池中极粉的回收率和回收速度；

17、（2）通过筛分、焙烧、水浸等工艺步骤，实现选择性的将极粉中的锂取并且高效回收镍、钴、锰元素，尤其是通过筛分操作，高效快速的将极粉与隔膜完全分离，且分离效果好，通过焙烧、水浸的步骤，具有选择性提取锂的优点，为后续高效实现锂的回收提供了基础；

18、（3）采用酸溶然后加热结晶的方式回收镍钴锰混盐，回收速度快，纯度高。

技术特征：

1.一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法，其特征在于，所述步骤（2）中剥离剂中的成分各组分按重量计分为：焦磷酸钠溶液1份、焦硫酸钠溶液2-5份、硫酸钾溶液1-4份。

3.根据权利要求2所述的一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法，其特征在于，所述焦磷酸钠溶液的浓度为5g/l，所述焦硫酸钠溶液的浓度为5-15g/l，所述硫酸钾溶液的浓度为5g/l。

4.根据权利要求1所述的一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法，其特征在于，所述双氧水与滤渣的液固比为0.05-1。

5.根据权利要求1所述的一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法，其特征在于，所述亚硫酸钠溶液与滤渣的液固比为0.05-1。

技术总结
本发明提供了一种回收废旧锂离子电池中正极材料的方法，是将废旧锂离子电池放电后拆解得到完整的正极片，然后将正极片置入剥离剂中浸渍使得极粉从正极片上脱离，得到含有极粉的混合溶液，然后筛分并焙烧还原出镍钴锰，最后水浸选择性提取锂，酸浸并结晶出镍钴锰混盐，本发明将正极片和隔膜转移至剥离剂中，通过在剥离剂中浸渍一定时间，可快速高效的将极粉从正极片上剥离使得极粉和隔膜以及铝箔分离，提高了废旧锂电池中极粉的回收率和回收速度。

技术研发人员：吴晖君,贺建军,丁庆华,曹笃盟,李兰兰,杜剑波,王甲琴,马志良,王杰,李小鹏,王国超,毛腾,朱锐伦,艾灵,吴芳,何艳,项元春
受保护的技术使用者：金川集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25