一种从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747494A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211139627.6H01M10/54(2006.01)(22)申请日2022.09.19C01G51/00(2006.01)C01G53/00(2006.01)(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市麓山南路932号(72)发明人喻万景刘志远童汇毛高强郭学益(74)专利代理机构长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)43213专利代理师魏龙霞(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B1/02(2006.01)C22B26/12(2006.01)C22B23/00(2006.01)C22B47/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法(57)摘要一种从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，将从废旧锂离子电池正极材料中分离出的活性物质与硫源进行混合，然后将混合料进行焙烧、浸出、过滤，得到含锂溶液；其中，所述硫源为硫脲或硫代氨基脲。本发明从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，将处理后的活性物质与硫脲或硫代氨基脲混匀，利用其生成的二硫化碳与硫化氢等低价硫化物与活性物质反应，通过控制硫源的添加量和反应温度来控制镍钴锰的硫化程度，将正极活性物质中的过渡金属氧化物变成不溶性的硫化物，通过水或弱酸浸出将锂从固相转移到液相中，再进行过滤，得到纯净的含锂溶液，可实现从废旧锂离子电池正极材料中锂的选择性浸出，锂金属回收率高。CN115747494ACN115747494A权利要求书1/1页1.一种从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，将从废旧锂离子电池正极材料中分离出的活性物质与硫源进行混合，然后将混合料进行焙烧、浸出、过滤，得到含锂溶液；其中，所述硫源为硫脲或硫代氨基脲。2.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，所述活性物质与硫源的质量比为1:0.5～1:1.5。3.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，所述焙烧在惰性气氛中进行，焙烧的温度为400℃‑700℃，焙烧的时间为5min‑30min，焙烧的升温过程以5℃/min的升温速率进行升温。4.如权利要求3所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，所述惰性气氛是指氩气气氛或者含硫化物的气氛。5.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，所述浸出采用水或弱酸溶液进行浸出，浸出的时间为30‑60min。6.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，将浸出过程中获得的浸出渣进行除杂，得到过渡金属硫化物。7.如权利要求6所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，所述除杂是指将浸出渣在pH为2‑3.7的酸性溶液中浸出1‑2h。8.如权利要求1所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，所述混合采用球磨方式进行混合。9.如权利要求1～8中任一项所述的从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法，其特征在于，所述废旧锂离子电池正极材料包括镍、钴、锰中一种或几种的正极材料。2CN115747494A说明书1/5页一种从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法技术领域[0001]本发明属于废旧锂离子电池的资源化，尤其涉及一种从废旧锂离子电池正极材料中提取金属锂的方法。背景技术[0002]锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、无记忆效应等优点，已经广泛应用于电动汽车、手机电脑等设备。但随着电动汽车的普及、便携式电子设备的高速发展，锂离子电池销量剧增，新能源汽车中的动力电池使用时间有限，随之而来的会有大量的废旧锂离子电池产生，据报道，在2025年动力电池报废量将达到近百万吨。废旧锂离子电池中的锂、镍、钴、锰等金属资源短缺，需要将废旧动力电池中的有价金属回收利用以缓解资源紧张的现状。[0003]由于新能源电动车的迅猛发展加速了锂、镍、钴等战略资源的消耗，在未来新能源电动车产生的废旧锂离子电池将产生爆发式增长，回收废旧动力电池中的锂、镍、钴对缓解资源消耗有着重要意义，在锂离子电池中的电解液、溶剂等有机辅料如不经过回收处理对环境也会产生巨大污染。因此，如何清洁、高效、短流程的回收废旧锂离子电池中的有价金属是目前研究的热点之一。[0004]目前所使用的回收工艺主要就是将废旧动力电池放电、拆解、破碎分选后得到活性材料，将活性材料进行酸浸、中和除杂、过滤、萃取、沉锂、洗涤、干燥等，其流程长且设备需要耐酸碱，得到的锂液杂质含量多，在过滤除杂时产生锂的损耗，且富锂溶液浓