一种从废旧锂离子电池正极材料中回收锂的方法.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CN113278805A(43)申请公布日2021.08.20(21)申请号202110552481.7C22B26/12(2006.01)(22)申请日2021.05.20H01M10/54(2006.01)(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人蒋良兴李芳成杨健刘芳洋贾明(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人盛武生(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B3/44(2006.01)C22B1/02(2006.01)C22B3/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种从废旧锂离子电池正极材料中回收锂的方法(57)摘要本发明涉及废旧锂离子电池回收领域，提供了一种从废旧锂离子电池正极材料中回收锂的方法，所述方法将废旧锂离子电池正极材料与(NH4)2SO4混合进行硫酸化焙烧，破坏正极材料的层状结构使锂离子顺利脱出，再将焙烧产物进行水浸出得到富锂浸出液和过渡金属氧化物渣相。浸出液经过除杂净化后加入碳酸铵，在一定温度下以Li2CO3沉淀的形式回收锂，沉锂后液进行蒸发结晶可制备(NH4)2SO4，实现废旧锂离子电池正极材料中锂的回收和(NH4)2SO4的循环使用，同时含锂残液可在水浸出阶段循环使用。本发明回收流程短，成本低，过程清洁，所得碳酸锂纯度高达99.6wt％。CN113278805ACN113278805A权利要求书1/1页1.一种从废旧锂离子电池正极材料中回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将废旧锂离子电池正极材料与(NH4)2SO4混合后进行硫酸化焙烧，得到焙烧产物；(2)将焙烧产物进行水浸出、固液分离，得到富锂浸出液和过渡金属氧化物浸出渣；(3)向富锂浸出液中加入碳酸铵进行沉锂反应，随后经固液分离，获得Li2CO3和沉锂后液；(4)对沉锂后液进行蒸发结晶，制备(NH4)2SO4。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述废旧锂离子电池正极材料包括但不限于钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种或多种混合物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(NH4)2SO4与废旧正极材料中锂的摩尔比为(0.1～10)：1，进一步优选为(0.5～2)：1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述硫酸化焙烧的焙烧温度为400～800℃，进一步优选为600～700℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述硫酸化焙烧的焙烧时间为30～180min，进一步优选为60～120min。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水浸出温度为30～80℃，进一步优选为40～50℃；水浸出的浸出时间为10～60min，进一步优选为20～30min。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，在进行沉锂反应前，预先对富锂浸出液进行预处理，所述的预处理步骤为：调控溶液的pH为8～9，随后经固液分离处理，即得预处理后的富锂浸出液。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，沉锂反应的温度为30～70℃，进一步优选为50～60℃。9.根据权利要求1‑8任一项所述的方法，其特征在于，蒸发结晶后的含锂残液可在水浸出阶段循环使用。10.根据权利要求1‑8任一项所述的方法，其特征在于，蒸发结晶所得(NH4)2SO4可返回硫酸化焙烧阶段循环使用。2CN113278805A说明书1/5页一种从废旧锂离子电池正极材料中回收锂的方法技术领域[0001]本发明涉及废旧锂离子电池回收领域，特别涉及到一种对废旧锂离子电池正极材料中锂元素进行提取的方法。背景技术[0002]由于全球范围内化石能源的不断枯竭以及温室气体的大量排放，造成地球生态环境的不断恶化，阻碍了人类文明不断前进的步伐，所以锂离子电池应运而生，成为便携式电子产品、车用能源的替代品。锂离子电池以其容量高、比能量密度大、工作电压高、自放电小、循环性能好等优点，广泛应用于消费电池市场，并占据电动汽车领域动力电池市场的主要份额。中国工业与信息化部统计显示，2019年，我国仅动力锂离子电池的出货量达62.37GWh。一般锂离子电池的使用寿命为3～5年，循环寿命为1000次左右，到2023年，预计锂离子电池报废量将超过100GWh。随着锂离子电池装机量的急剧增加，达到使用寿命后的废旧锂离子电池的处置问题也日益凸显。[0003]废旧锂离子电池中既含具有回收价值的锂和过渡金属，也含电解液、隔膜等易燃有机物质会污染环境，故回收废旧锂电池十分必要。随着报废量的日益增加，回收废旧锂离子电池也显得日益紧迫。目前针对废旧锂离子电池的回收方法