[發明專利]從廢舊鋰離子二次電池回收金屬鋰的方法

有效

• 申請號: 201010199758.4
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN102277495A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 梁國標;胡金豐;衣守忠;張華農;周建青
• 申請（專利權）人: 深圳市雄韜電源科技股份有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B26/12
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 陳鴻蔭

技術領域?發明涉及二次電池，尤其涉及廢蓄電池有用部件的再生，特別是涉及從廢舊鋰離子二次電池回收金屬鋰的方法。

背景技術?鋰離子二次電池，簡稱鋰離子電池是一種綜合性能較好的可充電化學電池，具有工作電壓高、比能量大、循環壽命長、自放電小、無記憶效應等優點，被廣泛用于移動通訊、筆記本電腦、便攜式工具、礦燈、電力助動車和電動汽車等應用領域。除已經大量應用于計算機(Computer)、通信(Communication)和消費類電子產品(Consumer?Electronics)的所謂3C產品外，鋰離子二次電池有望成為未來電動汽車的主要動力來源，屆時電池的使用量將數倍增長。目前市場上的鋰離子二次電池使用的正極材料主要是鈷酸鋰(LiCoO₂)、尖晶石錳酸鋰(LiMn₂O₄)，以及磷酸亞鐵鋰(LiFePO₄)，另外還有少數采用鎳酸鋰(LiNiO₂)以及其他二元/三元材料，以上幾種材料均含有寶貴的金屬鋰資源。鋰離子二次電池使用的正極材料量很大，對于不可再生的金屬資源的消耗是十分可觀，所以在鋰離子二次電池使用量與日俱增之際，回收廢舊鋰離子二次電池中經濟價值高、含量較大的金屬，對實現節能減排、可持續發展，具有重要意義，既可以防止環境污染，又可回收各種寶貴金屬資源。

雖然鋰離子二次電池的商業化生產技術在近十年來日益成熟，但相應的廢舊鋰離子二次電池回收技術的研究和開發則顯得比較滯后，現有技術廢舊鋰離子二次電池回收處理辦法主要為物理分選法及化學溶蝕純化法，回收流程主要為電池拆解后進行熱處理，以分解有機物質，再進行破碎篩分，接著進行有價值金屬的分離和純化等。

而且現有技術往往先提純和回收鈷、鋁等金屬資源后，再進行鋰離子資源的回收。經過一系列費時耗能的化學處理后得到的鋰離子產物純度亦不高，且大多處于實驗室研究階段，成功的工業化應用方面的報道還很少，技術方面還有待優化和完善。

發明內容?本發明要解決的技術問題在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種從廢舊鋰離子二次電池回收金屬鋰的方法，解決現有技術存在的工藝復雜、純度不高等問題。

本發明要解決所述技術問題是通過采用以下技術方案來實現：提供一種從廢舊鋰離子二次電池回收金屬鋰的方法，依次包括如下步驟：

A.將回收的廢舊鋰離子二次電池完全放電，使該廢舊電池各負極片上的可逆鋰離子全部轉移至正極，在正極片上形成鋰鹽；

B.將所述放電處理后的電池，用機械拆解的物理方式將正極片完整地取出，烘干；

C.用金屬鋰或可覆鋰的材料做負極片配合由步驟B處理后的各正極片，放入有電解液的專用化成槽中經電聯接后，正負極片組分別接到直流電源的正、負極匯流排，進行外化成處理，使可逆的鋰離子從所述各正極片轉移至所述各負極片上沉積；

D.將所述經外化成處理后的各正、負極片取出，則負極片上析出的金屬鋰可直接回收利用。

步驟A中所述“電池完全放電”是指，使用放電倍率為0.05C～3C、終止電壓是0.1V～0.2V。

步驟A中所述鋰鹽包括磷酸亞鐵鋰LiFePO₄、鈷酸鋰LiCoO₂、尖晶石錳酸鋰LiMn₂O₄、鎳酸鋰LiNiO₂和三元正極材料LiNi_xCo_yMn_zO₂。

步驟B中所述“烘干”是采用烘道或真空烘干方式，烘烤溫度在80℃～130℃，烘烤時間6h以上。

步驟C中所述“經電聯接”是指所述各正極片與負極片分別用串聯、并聯和/或混聯方式聯接成為正、負極片組。

步驟C中“將所述正、負析片級分別接至直流電源的正、負極匯流排”所用正極導線是鋁質的，所用負極導線是銅質的。

步驟C中所述專用化成槽是在充滿不與金屬鋰反應的惰性氣體并設置有防爆裝置的密封環境中工作，所述環境溫度在0℃～50℃范圍內，水分濕度小于1％；氧含量小于20ppm；所述外化成處理所用化成電流是0.02C～2C，化成時間為30min～55h。所述不與金屬鋰反應的惰性氣體包括氦、氖和氬，所述氣體純度≥99.9％。