[發明專利]一種從廢舊鋰離子電池中分離回收鋰的方法

有效

• 申請號: 201310001972.8
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103035977A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 張永祥;萬艷鵬;劉宏偉
• 申請（專利權）人: 深圳市泰力廢舊電池回收技術有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所 44271
• 代理人: 孫菊梅

【技術領域】

本發明涉及從廢舊電池中回收金屬的方法，特別涉及在廢舊鋰離子電池中回收鋰離子的方法。

【背景技術】

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、比能量高、循環壽命長、自放電小等優點，被廣泛應用于移動通訊、筆記本電池、便攜式工具、電動汽車等領域。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、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰以及其他含有鋰的二元/三元材料，這些正極材料均含有寶貴的金屬鋰資源。由于鋰離子電池使用的正極材料用量很大，對于不可再生的金屬資源的消耗非常大，因此在鋰離子電池使用量與日俱增的同時，回收廢舊鋰離子電池中價值高、含量較大的金屬，對實現節能減排、可持續發展，具有十分重要的意義。

雖然鋰離子二次電池的商業化技術幾十年來日益成熟，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，特別是經過一系復雜的化學處理后得到的鋰離子產物回收率較低，純度也不高，且大多處于實驗室研究階段，技術方便還有待優化和完善。

【發明內容】

為解決上述技術問題，本發明公開了一種工藝簡單、回收效率高、純度高的從廢舊鋰離子電池中鋰的回收方法。

一種從廢舊鋰離子電池中分離回收鋰的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將廢舊鋰離子電池放電后進行拆解，取電池正極集流體；

（2）對電池正極集流體進行堿浸，正極集流體中的鋁金屬溶解，對堿浸溶液壓濾得到正極粉末；

（3）將正極粉末用硫酸和過氧化氫進行浸出，調整pH值為2-3，過濾，得到濾液；

（4）將濾液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺,再加入碳酸鈣或氧化鎂將溶液pH值調整為3.5-6.0，使得鐵沉淀，過濾后，將濾液的pH值調到大于或等于8，過濾除去雜質和沉淀，得到含鋰離子的回收液；

（5）用離子交換樹脂吸附回收液中的鋰離子；

（6）酸反洗，使鋰離子同樹脂進行分離，得到含鋰溶液；

（7）在含鋰溶液中加入碳酸鹽，加熱濃縮、過濾分離、干燥，得到碳酸鋰產品。

所述步驟（4）中的pH值為8-9。

所述步驟（5）中樹脂為強酸性離子交換樹脂或螯合樹脂。

所述強酸性離子交換樹脂為聚苯乙烯磺酸型離子交換樹脂，所述螯合樹脂為亞胺基二乙酸型螯合樹脂。

所述步驟（5）中對樹脂進行預處理，所述預處理包括如下步驟：

（ⅰ）用酸對樹脂進行浸泡，再分離酸和樹脂；

（ⅱ）然后用堿對樹脂進行浸泡，再分離堿和樹脂。

所述步驟（ⅰ）為用l-1.5mol/l的HCl溶液浸泡樹脂，浸泡10-30小時后，分離酸和樹脂，再用去離子水洗去殘余的酸，所述步驟（ⅱ）為用l-1.5mol/l的Na0H溶液浸泡樹脂，浸泡10-30小時后，分離堿和樹脂，再用去離子水洗去殘余的酸。

在所述步驟（5）中將所述回收液PH值調到4-7，再用樹脂進行吸附。

所述步驟（6）的酸反洗方法是將吸附有鋰離子的樹脂利用0.5-1.5mol/l的鹽酸或硫酸進行反洗。

本發明的有益效果在于：（1）本發明利用離子交換樹脂方法對廢舊鋰離子電池中的鋰離子進行吸附分離回收，回收方法簡單、高效、純度高，而且沒有污染；（2）解吸附后樹脂還可以重復利用，成本低，適用于工業化推廣使用。

【附圖說明】

圖1是本發明工藝流程圖。

【具體實施方式】

本發明的工藝流程圖如圖1所示,包括如下步驟：（1）將廢舊鋰離子電池放電后進行拆解，取電池正極集流體；（2）對電池正極集流體進行堿浸，正極集流體中的鋁金屬溶解，對堿浸溶液壓濾得到正極粉末；（3）將正極粉末用硫酸和過氧化氫進行浸出，調整pH值為2-3，過濾，得到濾液；（4）將濾液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺,再加入碳酸鈣或氧化鎂將溶液pH值調整為3.5-6.0，使得鐵沉淀，過濾后，將濾液的pH值調到大于或等于8，過濾除去雜質和沉淀，得到含鋰離子的回收液；（5）用離子交換樹脂吸附回收液中的鋰離子；（6）酸反洗，使鋰離子同樹脂進行分離，得到含鋰溶液；（7）在含鋰溶液中加入碳酸鹽，加熱濃縮、過濾分離、干燥，得到碳酸鋰產品。

下面將結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。

實施例1：