一种废旧锂离子电池的回收利用方法.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CN108711656A(43)申请公布日2018.10.26(21)申请号201810970693.5(22)申请日2018.08.24(71)申请人广西师范大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区育才路15号(72)发明人刘葵李庆余王红强黄有国吴强杨生龙张鹏宋春红(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所有限公司45107代理人唐智芳(51)Int.Cl.H01M10/54(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称一种废旧锂离子电池的回收利用方法(57)摘要本发明公开了一种废旧锂离子电池的回收利用方法。该方法先将废电池放电拆解后，对收集的电芯进行粉碎、筛分、风选，分别得到铜箔、铝箔、隔膜和黑色粉末，得到的黑色粉末用酸溶解，未溶解的部分进入燃烧炉燃烧，生成的气体用于生产碳酸锂；酸溶后的溶液采用萃取法分离其中的镍、钴、锰、锂、铁、铝，分别用于生产镍钴锰酸锂正极材料和镍盐、钴盐、锰盐、氢氧化铁、氢氧化铝、四氧化三钴等产品。本发明所述方法使废旧电池中的铜箔、铝箔、正极材料和负极材料均得到回收利用，通过对正极材料和负极材料的处理制备得到镍钴锰酸锂三元正极材料以及镍盐、钴盐和锰盐。CN108711656ACN108711656A权利要求书1/2页1.一种废旧锂离子电池的回收利用方法，包括以下步骤：(1)将废旧锂离子电池放电后进行拆解，收集电芯；(2)将电芯粉碎，对所得粉碎料进行分离，分别收集铜箔、铝箔、隔膜和黑色粉末，备用；(3)取黑色粉末与盐酸溶液混合，或者是将黑色粉末与硫酸溶液和双氧水混合，于加热或不加热条件下反应，对反应所得物料进行固液分离，分别收集滤渣和滤液，分别记为滤渣A和滤液A；(4)将滤液A进行萃取分离操作以除去其中的铁离子，分别收集反萃液和萃余液，分别记为反萃液A和萃余液A，其中反萃液A为含铁的溶液，萃余液A为含锂、镍、钴、锰、铝的溶液；(5)将萃余液A进行萃取分离操作以实现其中的锂、铝和镍钴锰之间的分离，分别收集反萃液、洗涤液和萃余液，分别记为反萃液B、洗涤液B和萃余液B，其中，反萃液B为含铝的溶液，洗涤液B为含镍、钴、锰的酸性溶液，萃余液B为含锂的溶液；(6)取部分洗涤液B，向其中加入碱液，使体系的pH≥8，搅拌反应，对反应所得物料进行固液分离，分别收集滤渣和滤液，分别记为滤渣B和滤液B，所述滤渣B即为镍钴锰三元前驱体；(7)取滤渣A于氧气存在的条件下燃烧，收集燃烧过程中产生的气体，送入冷却器回收燃烧过程中产生的热量，副产水蒸气；收集从冷却器气体出口排出的气体送入二次冷却器进行二次冷却，收集从二次冷却器气体出口排出的气体通入反应釜中，同时向所述反应釜中加入萃余液B以及碱液，搅拌反应；反应结束后对釜内物料进行加热结晶，结晶完成后对釜内物料进行固液分离，分别收集滤渣和滤液，分别记为滤渣C和滤液C，所述滤渣C即为碳酸锂；(8)将滤渣B和滤渣C混合后进行烧结，得到镍钴锰酸锂正极材料；(9)取部分洗涤液B进行萃取分离操作以除去其中的酸，分别收集反萃液和萃余液，分别记为反萃液C和萃余液C，其中反萃液C为酸液，萃余液C为含镍、钴、锰的溶液；(10)将萃余液C进行萃取分离操作以实现其中的镍、钴和锰之间的分离，分别收集反萃液、洗涤液和萃余液，分别记为反萃液D、洗涤液D和萃余液D，其中，反萃液D为含锰的溶液，洗涤液D为含钴的溶液，萃余液D为含镍的溶液；(11)分别对反萃液D、洗涤液D和萃余液D进行蒸发浓缩，分别得到锰盐、钴盐和镍盐；或者对其中洗涤液D的处理改为以下操作：向洗涤液D中加入草酸溶液或草酸铵溶液，反应完成后收集反应所得物料中的沉淀，干燥，以得到草酸钴。2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池的回收利用方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的废旧锂离子电池为正极活性物质为磷酸铁锂的废旧锂离子电池，或者是正极活性物质为三元材料的废旧锂离子电池。3.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池的回收利用方法，其特征在于：步骤(3)中，所述黑色粉末和盐酸溶液的用量配比为1kg：1-100L,盐酸溶液的浓度为0.1-10mol/L；所述黑色粉末、硫酸溶液和双氧水的用量配比为1kg：1-60L：1-100L，其中双氧水中过氧化氢的含量为10-30％，硫酸溶液的浓度为0.1-10mol/L。4.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池的回收利用方法，其特征在于：步骤(7)中，所述燃烧在燃烧炉中进行，在燃烧炉中放置一用于盛装水的水箱，利用燃烧时的热量使水箱中的水生成水蒸汽，收集后送入后续工序使用。2CN108711656A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池的回收利用方法，其特征在于：步骤(7)中