一种利用废旧锂离子电池回收锂的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115818674A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211396986.X(22)申请日2022.11.09(71)申请人哈尔滨工业大学地址150000黑龙江省哈尔滨市西大直街92号申请人国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院(72)发明人戴长松林天宁王悦金珊穆德颖孙淑婷刘晨(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师申素霞(51)Int.Cl.C01D15/08(2006.01)H01M10/54(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种利用废旧锂离子电池回收锂的方法(57)摘要本发明提供了一种利用废旧锂离子电池回收锂的方法，涉及二次资源回收再利用技术领域。本发明以废弃生物质作为还原剂，在还原焙烧过程中产生还原性气体和生物炭，对正极活性物质的分解起到促进作用，提高了锂的回收率；在高固液比条件下进行碳酸水浸能够实现碳酸锂的高效回收，不仅提高了锂的回收率与回收产品纯度，解决了传统湿法和火法回收过程中锂回收率低、回收的锂纯度不够、杂质过多等问题；并且减少了在蒸发结晶过程中能量的消耗，提高了废旧锂离子电池正极材料的再利用附加值与回收效益。本发明以废弃生物质作为还原剂并采用碳酸水浸方式，锂的回收过程中不产生有毒有害气体，不会对环境造成污染，绿色环保。CN115818674ACN115818674A权利要求书1/1页1.一种利用废旧锂离子电池回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将废旧锂离子电池的正极极片依次进行碱浸和焙烧，得到正极活性物质；将所述正极活性物质与废弃生物质混合，在保护气氛进行还原焙烧，得到焙烧含锂料；将所述焙烧含锂料在碳酸水溶液中进行碳酸水浸后干燥，得到回收碳酸锂；所述焙烧含锂料与碳酸水溶液的固液比为10～30g：1L。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废弃生物质与正极活性物质的质量比为1：0.1～2。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述还原焙烧的温度为500～800℃，保温时间为20～180min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸水浸的温度为20～80℃，时间为1～5h。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述碳酸水浸为：将焙烧含锂料与水混合，通入二氧化碳进行碳酸水浸。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳通入流速为50～200mL/min。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为700～800℃，保温时间为3～5h。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱浸用碱液为无机强碱液。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机强碱液的浓度为1～5mol/L。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述正极极片由废旧锂离子电池进行放电处理后拆解得到；所述废旧锂离子电池包括废旧钴酸锂电池、废旧三元电池和废旧高镍电池中的至少一种。2CN115818674A说明书1/6页一种利用废旧锂离子电池回收锂的方法技术领域[0001]本发明涉及二次资源回收再利用技术领域，具体涉及一种利用废旧锂离子电池回收锂的方法。背景技术[0002]锂离子电池主要由外壳、正极、负极、电解液与隔膜所组成，内部主要采用卷绕式或叠片结构，电池的外壳通常由铝塑膜壳、不锈钢或镀镍钢壳制成，正极是通过起粘结作用的PVDF(聚偏氟乙烯)将磷酸铁锂、钴酸锂或镍钴锰酸锂等粉末均匀涂布于铝箔集流体表面构成，负极则由无定形碳(石墨)涂覆于铜箔集流体表面构成；有机电解液一般采用六氟磷酸锂(LiPF6)溶于有机溶剂如碳酸酯类溶剂)制备而成；隔膜则常用对锂离子具有选择透过性的聚烯微孔膜PP、PE等。锂离子电池大量应用于手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯以及家用小电器上。锂电池广泛应用的同时也会产生大量废弃的锂离子电池。[0003]由于锂矿资源的不可再生性和稀缺性，回收废旧锂离子电池中的锂具有重要的意义。回收废旧锂离子电池的常用方法为湿法冶金或火法冶金。火法冶金法的主要工艺为：将经过预处理(放电、破碎)的废旧锂电池通过高温焙烧去除锂电池中粘合剂，材料中的金属变成熔融态的合金，实现锂电池组成材料的分离。湿法治金法工艺主要通过溶液浸出(酸浸或碱浸)的方式对锂电池物料中的贵重金属进行溶解，然后通过沉淀法、电沉积法、络合法、萃取法、盐析法和离子交换法对不同金属进行分离、最后获得高纯度的锂、钻等贵重金属。其中，酸浸采用的浸出剂通常为H2SO4、HNO3、HCl等无机酸，并在其中添加H2O2作为还原剂来提高锂的回收率。然而，传统的湿法冶金回收锂过程中，分离有价金属后得到的残余液体中的锂含量较低，并且存在许多难以处理的杂质，导致锂的回收率低且纯