[發明專利]一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鋰的方法

有效

• 申請號: 201710141778.8
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106929664B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 張治安;賴延清;吳劍;楊聲海;洪波;方靜;張凱;李劼
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B7/00;C22B26/12;H01M10/54
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鋰的方法，該方法是將廢舊三元鋰離子電池拆卸，分離出電極活性物質；所述電極活性物質與氫氧化鈉和/或氫氧化鉀混合均勻后，低溫焙燒；焙燒物料與水攪拌混合，液固分離，在所得液相中加入碳酸鹽沉淀劑，生成碳酸鋰沉淀，該方法可以快速高效地從廢舊三元鋰離子電池中回收鋰，成本低廉，適合工業化應用。

技術領域

本發明涉及一種廢舊鋰離子電池的處理方法，特別涉及從廢舊三元鋰離子電池中回收鋰的方法，屬于廢舊鋰離子電池回收領域。

背景技術

根據工信部公布的數據顯示，2014年僅僅上半年，我國的鋰離子電池產業的總產值已達到了400億元人民幣，電池的銷售收入也達到了277億元人民幣。在整個銷售的市場份額中，消耗型的鋰離子電池占到了87％，動力型電池占10％，而儲能電池只占到了3％。雖然目前的電池產量已經很大，但是過去的三年中，插電式動力汽車和混合式動力汽車的電池市場還在快速增長，三年內增長了三倍，2014年每個季度的需求量達到了1.4GWh并且預計國內下半年的電池行業總產值會超過1000億元人民幣。這些進入市場的動力電池，一般在3～5年左右即將達到設計的壽命終止條件(容量衰減到初始容量的80％)，部分一致性不好或使用工況較惡劣的，甚至達不到3年的使用壽命。以此推算，我國將在2017年左右，迎來動力電池退役的GWh時代，此后逐年快速遞增，預計到2019年，最晚不會超過2020年，會有超過10GWh的退役動力電池規模。

鎳鈷錳酸鋰三元及多元正極材料作為一種新型電池正極材料，以其特有的低成本、高性能、輕污染等優點已逐步取代鈷酸鋰正極材料，被認為是鋰離子電池正極材料重點發展的產品之一。目前，國內外企業越來越重視對三元正極材料的研究開發，且其生產與應用已達到了一定規模。

廢舊三元電池中通常含鈷5％～20％、鎳5％～10％、鋰5％～7％、有機溶劑15％、塑料7％，具有較高的回收再利用價值。隨著三元動力電池的大規模應用，廢舊電池中的鋰含量相當可觀，除此之外Li₂CO₃的價格長期居高不下，因此對廢舊三元電池中所含鋰進行回收利用具有極大的經濟社會意義，目前對于廢舊三元電池中的鋰的回收主要采用的是溶劑萃取法，中國專利CN102002595B以含鋰萃余液為原料，以酮類化合物、磷酸三丁酯與磺化煤油溶液為萃取有機相，經多級逆流萃取后萃余液中的鋰進入有機相，負載鋰的有機相經多級逆流反萃，得到的高鋰濃度的反萃液用于制備多種高純鋰鹽。但是該方法的萃取體系和工藝流程均較為復雜。操作過程復雜，成本高昂。

發明內容

針對現有廢舊三元鋰離子電池中鋰回收存在的問題，本發明提供了一種簡單高效，低成本從廢舊三元鋰離子電池活性物質中高效回收鋰的方法。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鋰的方法，該方法是將廢舊三元鋰離子電池拆卸，分離出電極活性物質；所述電極活性物質與氫氧化鈉和/或氫氧化鉀混合均勻后，置于400～600℃溫度下焙燒；焙燒物料與水攪拌混合，液固分離，在所得液相中加入碳酸鹽沉淀劑，生成碳酸鋰沉淀。

優選的方案，采用氫氧化鈉作為焙燒添加劑時，所述電極活性物質與氫氧化鈉質量比為1:0.5～0.7。

優選的方案，采用氫氧化鉀作為焙燒添加劑時，所述電極活性物質與氫氧化鉀的質量比為1:0.7～0.98；

優選的方案，采用氫氧化鉀和氫氧化鈉作為焙燒助劑時，所述電極活性物質與氫氧化鉀和氫氧化鉀總質量之比為1:0.5～0.98。

優選的方案，所述焙燒的時間為2～4h。

優選的方案，焙燒溫度為500～600℃。

優選的方案，所述碳酸鹽沉淀劑為碳酸鉀溶液和/或碳酸鹽溶液。

較優選的方案，所述碳酸鉀溶液或碳酸鹽溶液的濃度為0.5～1mol/L。