[發明專利]廢鋰離子電池中包含的LiCoO2

有效

• 申請號: 201680072906.1
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN108432031B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 馬里奧·H·羅德里格斯;達妮埃拉·S·蘇亞雷斯;埃利亞娜·G·平娜;塞莉納·N·塞瓦略斯
• 申請（專利權）人: 國家科學和技術研究委員會(CONICET);庫約國立大學;INIS生物技術有限責任公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B26/12;B09B3/00;C22B1/00;C22B7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;冷永華

本發明涉及一種使用乙酸或酒石酸作為浸出劑對鋰離子電池的陰極中包含的LiCoO₂進行酸溶解的方法，所述方法的特征在于其包括第一步驟和第二步驟，其中所述第一步驟包括分離來自陰極的組分，而所述第二步驟包括用至少一種酸溶解純LiCoO₂。所述方法允許實現環境影響低且經濟可行的完整回收過程。

技術領域

本發明涉及一種使用乙酸或酒石酸作為浸出劑對鋰離子電池的陰極中包含的LiCoO₂進行酸溶解的方法。

背景技術

油價、城市車輛的需求、大城市以及可持續交通的新方式的增長導致了汽車使用替代能源的趨勢，結果產生混合動力車輛(EV)。預計表明，到2020年，EV將占全球運輸市場的7％。然而，這些車輛電池所需的關鍵元件的供應存在問題，因為這樣的電池的生產所需的鋰的可獲得性受到威脅。這種情況改變了對獲得這種金屬的來源的關注，以確保其持續供應，因此產生了重復使用和回收這些電池的可能性?；阡囯x子(Li離子)電池的化學性質，2015年有超過70％的EV可能推出，鋰回收已經成為汽車行業的重要話題。

在未來，許多挑戰可能會對鋰供應產生影響。雖然世界上有足夠的可用鋰資源滿足需求，但全球鋰礦的近70％位于阿根廷、玻利維亞和智利。這造成了固有風險，因為原材料只能在特定地區獲得的可及性，這會嚴重影響供應并影響電池價格。

鋰在諸如建筑、醫藥、陶瓷和玻璃的許多應用或行業中也被消耗，因此汽車行業的消耗只是一小部分。迄今為止，電池僅占當前鋰消耗量的四分之一，然而預計到2020年將達到40％。鋰僅占電池制造所需原材料成本的一小部分。

為了確保鋰資源，正在開展政府間倡議。汽車制造商和國家政府將鋰視為未來能量的來源并且已開始加強聯盟以保障他們的需求。豐田和麥格納國際-三菱已加強與鋰勘探公司的聯系并大力投資以開發阿根廷的鋰礦并確保資源從而加強他們的需求。日本已與玻利維亞政府簽署協議以提供經濟援助從而換取鋰和其他稀有金屬的供應。原始設備制造商正在尋求通過將鋰電池重復用于其他應用以及通過在電池壽命周期結束后回收電池來克服鋰依賴性。然而，回收電池沒有經濟意義。電池僅包含重量百分比占小部分的碳酸鋰并且與鈷或鎳相比價廉。在鋰離子電池中與鋰生產相關的平均成本低于生產成本的3％。回收業務的內在價值來自更有價值的金屬例如鈷和鎳，它們比鋰更貴。由于鋰需求較低且價格較低，用于消耗電池的鋰未被完全回收。

回收的鋰比由礦物來源生產的鋰貴五倍，因此對于該行業的公司來說回收不具有競爭力。然而，隨著越來越多的EV進入市場，未來的短缺是可預見的，這可導致回收對于電池材料供應是必需的。

電池回收市場主要受價格限制，因為技術并不是關鍵的區分因素。所有關鍵的參與者在其提供的產品中使用相同的技術水平。因此，價格是關鍵的區分因素，其會降低電池回收公司在競爭環境中的利益。

靠近汽車制造商的專業化流程和小規?；厥展S可能是未來的趨勢。阻礙這類項目的主要障礙是參與者開發專門的廢物收集所需的金融投資的性質。鑒于市場尚未被開拓，這些投資的具體影響和總收益是未知的，因此在做出這樣的投入時會產生含糊不清和不確定性。

隨著鋰回收剛剛起步，除了目前正處于開發階段的一些試點工廠，世界上沒有基礎設施。

在鋰以外的電池生產中，電池化學標準的缺乏和關于正在研究的不同元素的變化環境使回收商對組分的回收不確定。

在電子設備和電動車輛中，鋰離子電池的使用在持續增加。這種類型的電池由于其能量密度高、電壓高、充放電循環長、溫度范圍寬、爆炸風險降低以及無記憶效應而成為最通常使用的電池之一[1]。