[發明專利]一種廢鋰離子電池的處理方法

在審

• 申請號: 201410818110.9
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN105789724A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 韓業斌;熊岳;楊敬增;丁濤;曾慶祿;竇晨;池莉;肖雪影;陳利;廉啟合
• 申請（專利權）人: 中國電子工程設計院
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及到節能環保的技術領域，尤其涉及到一種廢鋰離子電池的處理 方法。

背景技術

鋰離子電池是具有一系列優良性能的綠色電池，問世10多年以來，已被 廣泛應用于移動電話、筆記本電腦、攝像機、數碼相機等民用及軍事應用領域。 但其壽命大約只有3年左右，隨著鋰離子電池的廣泛應用，已大量進入失效、 回收階段，如何回收廢舊鋰離子電池和資源化循環利用已成為社會普遍關注的 問題。回收處理廢舊鋰離子電池不僅可以解決廢舊電池所帶來的一系列環境問 題，而且對電池中有色金屬進行了回收利用，能有效緩解資源的緊缺。

目前廢鋰離子電池的回收利用研究主要集中于電池中正極活性物質一鈷 酸鋰的回收利用方法，目前還主要處于實驗室階段，大規模的產業化回收鋰離 子電池的實例很少。在對廢鋰離子電池進行了放電、拆解等預處理之后，根據 回收過程中所采用的主要關鍵技術，可以將廢鋰電池的資源化處理過程分為物 理法、化學法和生物法這三大類。

物理法包括火法、機械破碎浮選法、機械研磨法、有機溶劑溶解法及水熱 溶解沉淀法等。物理法根據電池中組分的物理特性，如密度差、溶解性、熱穩 定性等來對電池的各組分進行分離。物理法往往需要后續化學處理才能進一步 得到所需的目標產物。

火法又稱干法，主要通過高溫焚燒分解去除起粘結作用的有機物，以實現 鋰電池組成材料問的分離，同時可使電池中的金屬及其化合物氧化、還原并分 解，在其以蒸汽形式揮發后，用冷凝等方法將其收集。

機械破碎浮選法，對鋰、鈷的回收率較高，但是將整個電池作為破碎對象 也使電池中的各種物質全部進入到了破碎物料中，這也意味著對電池中其他有 價組分，如鐵外殼、銅、鋁及隔膜之間的分離回收造成了困難。同時通過機械 法以鈷酸鋰的粗產品作為回收產物，也無法保證鈷酸鋰的電化學性能，仍然需 要后續的精制處理。

有機溶劑法是根據“相似相溶”的原理，采用強極性的有機溶劑溶解電極上 的粘結劑PVDF，使鈷酸鋰從集流體鋁箔上脫落，并可排除鉆酸鋰回收時鋁元 素的干擾，從而簡化回收工藝，提高回收效果。

現有技術中的廢鋰離子電池的處理方法中都是關注于正極材料、有色金屬 等回收或者處理方法只能適用特定的廢鋰離子電池，忽略了其中的電解液等物 質的回收處理，以及粘結劑處理過程中造成了環境的二次污染和資源的浪費， 對活性物質的回收均以回收鈷、鋰為目的，沒有考慮正向生產的正極材料的活 性物質的在線生產。

發明內容

本發明提供了一種廢鋰離子電池的處理方法，用以提高廢鋰離子電池中有 價金屬的全回收、無二次污染的處理方法。

本發明提供了一種廢鋰離子電池的處理方法，該方法包括以下步驟：

將廢鋰離子電池進行拆解，得到殼體、極耳和電池芯；

將電池芯進行粉碎、得到固體混合物、電解液、隔膜；

將所述得到的固體混合物、電解液及隔膜進行分選及過濾得到固體混合 物；

溶解祛除固體混合物中的粘接劑并進行分選及過濾，得到粉體；

將得到粉體放入堿液中進行堿轉，所述粉體中的鋁溶解回收；

將堿浸后過濾得到沉淀物用酸液+雙氧水溶解形成混合溶液；

用堿調節混合溶液的pH值，以祛除所述混合溶液中的鐵及鋁雜質；

對混合溶液進行逆流多級協同萃取，得到鋰鹽萃余液、鎳鈷鋰、鎳鈷或者 鎳鈷錳混合鹽；

通過酸反萃取得到鈷鹽；

將鎳鈷鋰、鎳鈷或者鎳鈷錳混合鹽通過調質后化學沉淀法得到正極材料前 驅體，制備新型正極材料。

優選的，所述的廢鋰離子電池的處理方法還包括在將廢鋰離子電池進行拆 解破碎之前對廢鋰離子電池進行放電處理。

優選的，所述堿為NaOH、KOH或氨水，所述堿的濃度為0.1～4.0mol/l。

優選的，所述酸液為硫酸、鹽酸或硝酸；其中所述硫酸、鹽酸或硝酸的濃 度為0.2～4mol/l，所述雙氧水的濃度為0.2～10wt％。

優選的，述萃取劑為P507、P204、Cyanex272、TBP、N235中的兩種及以 上。

優選的，混合萃取劑為P507和P204，所述P507和P204的質量分數介于 1:4～4:1，且所述萃取劑的濃度均為0.5～2.8mol/l。