微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110343864A(43)申请公布日2019.10.18(21)申请号201910673101.8H01M10/54(2006.01)(22)申请日2019.07.24(71)申请人中国矿业大学地址221008江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学科研院(72)发明人何亚群付元鹏谢卫宁李金龙张峰彬(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人梁天彦(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B1/02(2006.01)C22B26/12(2006.01)C22B23/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法(57)摘要本发明公开了一种微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，包括：步骤(1)、将正极片经破碎、筛分后得到电极材料粉状；步骤(2)、将所得到的正极活性材料放入充有惰性保护气体的微波管式炉中进行焙烧，收集焙烧后的固相产物；步骤(3)、将固相产物与过量的有机酸混合，制备酸浸取液，回收钴盐沉淀物；步骤(4)、向浸取液中加入磷酸、磷酸盐或碳酸盐中的任一种，回收锂的沉淀物。本发明采用微波焙烧的形式对电极材料进行预先还原，粘结剂PVDF在其中起到还原剂作用，优化了正极材料中锂和钴的酸浸特性，降低了回收过程的能耗和药剂消耗，简化了预处理工艺，具有高效、低能耗、环保等优势。CN110343864ACN110343864A权利要求书1/1页1.一种微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)、制备活性电极材料：从经过放电和风干处理的废旧锂电池上拆解出正极片，经破碎、筛分后，得到粉状的正极活性材料；步骤(2)、微波焙烧：将步骤(1)中得到的正极活性材料放入充有惰性保护气体的微波管式炉中进行焙烧，收集焙烧后的固相产物；步骤(3)、制备酸浸取液、回收钴盐沉淀物：将步骤(2)中的固相产物与过量的有机酸混合，制备废旧电极材料的酸浸取液，钴元素在过量酸作用下以络合沉淀的形式分离，直接回收钴盐的沉淀产物；步骤(4)、回收锂的沉淀物：向步骤(3)中取出钴盐的沉淀产物后的浸取液中加入磷酸、磷酸盐或碳酸盐中的任一种，锂离子以沉淀的形式从溶液中析出，回收沉淀物磷酸锂。2.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，正极片材料为钴酸锂，得到的粉状的正极活性材料的颗粒小于74微米。3.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述的微波还原焙烧是通过正极材料中有机粘结剂PVDF将过渡金属还原成低价态，所述微波的功率为200W－800W，微波恒温时间为10～30min。4.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，废旧电极的固相产物与有机酸的固液比为30g/L，搅拌速度为500rpm。5.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的有机酸采取浓度为1～2.2mol/L的苯磺酸溶液，在60℃的恒温水浴下搅拌60min，得到钴的络合物沉淀与含锂的溶液。6.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的有机酸采用羟基羧酸或者氨基羧酸。7.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(4)中磷酸的浓度为1.5mol/L。8.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(1)中废旧锂离子电池放置于盐溶液中进行放电，自然风干24h后进行手工拆解分离出正极片和负极片，并采用万能粉碎机对电极片进行破碎。9.根据权利要求1所述的微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的惰性气体为氩气。2CN110343864A说明书1/5页微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法技术领域[0001]本发明属于废旧锂离子电池回收领域，具体涉及一种微波焙烧辅助回收废旧电极材料中锂和钴的方法。背景技术[0002]锂离子电池作为一种高效、环保的电能载体，因其能量密度大、循环寿命长、无记忆效应等诸多优点，使其在储能装置、消费电子及动力电池等领域广泛应用。随着我国消费电子产品和新能源汽车产业的蓬勃发展，锂离子电池的需求和产量随之不断攀升。据统计，2018年全国锂电池产量达到121亿只，同比增长22.86％。通常锂离子电池在使用1－3年后容易出现电级膨胀及电容下降等问题而进入报废期，预计2020年前后，我国废旧电池总量将达25