[發明專利]一種針對鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池的處理方法

在審

• 申請號: 201811316600.3
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109319811A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 楊躍彬;李浩
• 申請（專利權）人: 深圳佳彬科技有限公司
• 主分類號: C01D15/02
• 分類號: C01D15/02;C01G53/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種針對鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池的處理方法，該方法可以從鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池中回收氫氧化鋰和鎳鈷鋁三元前驅體，直至最終重新合成鎳鈷鋁正極材料實現循環利用，提供了高效回收解決方案。

技術領域

本發明涉及新能源鋰電池中資源領域，特別涉及一種針對鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池的處理方法。

背景技術

近年來新能源汽車快速發展，技術路線上也從早期的磷酸鐵鋰電池向著高容量的鎳鈷錳/鎳鈷鋁三元電池過渡。三元電池中含有的金屬元素包括鎳、鈷、錳、鋰、鋁、銅等，一方面鈷、鋰、鎳等金屬價格持續上漲，另一方面三元電池使用完如果隨意丟棄，其中的重金屬會污染土壤和水源。所以，三元電池回收具有經濟效益和環境效益。

廢舊動力鋰電池回收鎳、鈷、錳、鋰、鋁、銅等金屬所創造的市場規模會在2018年開始爆發，達到52億元，其中鎳14億元，鈷8.7億元，鋰26億元，預計到2025年，電池回收市場規模將達到千億級。

鎳鈷錳三元電池在我國新能源汽車、儲能等方面使用廣泛，相關的回收研究開展的也比較多。但是鎳鈷鋁三元電池作為另一種容量更高的電池，由于更高要求的工藝標準，除了日本松下掌握大規模生產技術以外，這種電池尚未普及，美國特斯拉新能源汽車就是搭載了這種容量更高的鎳鈷鋁三元電池，但同時在國內很多企業也開始小批量試生產了。隨著使用鎳鈷鋁三元電池的新能源汽車(如特斯拉)及儲能產品達到退役周期，和鎳鈷鋁三元電池在中國市場的逐步成熟，那么對于鎳鈷鋁三元電池回收的研究不可或缺，回收技術的產業化再未來的3-5年成為趨勢。

如下羅列的鎳鈷錳三元電池回收技術，中國專利CN105633500A提供了一種從鋰電池中回收制備三元前驅體的方法，用酸和雙氧水溶解后，過濾除雜并調節鎳鈷鋁的摩爾比，再次調節溶液的pH值得到鎳鈷鋁三元前驅體原料。

中國專利CN107117661A公布了一種液相法從廢舊三元電池中制備鎳鈷錳氫氧化物的方法，把電池拆解破碎、漿化浸出后，萃取除銅沉淀除鋁，再制備鎳鈷錳三元前驅體。

發明內容

本發明的目的在于，解決現有技術鎳鈷鋁三元電池回收存在的上述問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種針對鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池的處理方法，該方法包括以下步驟：

將鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池進行放電處理后，放入破碎機中破碎拆解，再通過振動篩分和氣流分選組合設備，實現電池中正負極混合粉料與鋁粉、銅粉的分離和收集；

將所述正負極混合粉料放入真空爐中，通入氮氣氣氛，并在高溫下處理后，尾氣收集；

將處理后的正負極混合粉料，分別邊攪拌邊加入定量的稀硫酸溶液和市售過氧化氫溶液，并攪拌，使混合溶液pH值達到0.5-3之間；

將所得混合溶液過濾并取濾液，得到所需的浸出液，并用蒸餾水洗滌濾渣1遍，洗滌濾液一并加入浸出液；

將濾液加入堿、氫氧化鈉、氨水、氫氧化鈣中的一種或幾種，調節混合溶液pH到3.0-8.0之間，溶液中產生的第一沉淀物，過濾后得到凈化溶液；將凈化溶液，加入適量的硫酸鎳、硫酸鈷或硫酸錳原料和CTAB十六烷基三甲基溴化銨，調整鎳鈷鋁配比，再加入氫氧化鈉和氨水，調節pH到9.0-11.0產生第二沉淀物，并攪拌陳化0.5-3小時，過濾分離沉淀和澄清溶液；

將第二沉淀物反復洗滌后烘干，得到鎳鈷鋁氫氧化物的前驅體；

將分離后的澄清溶液再次加入氨水調節pH到10-14除雜，再蒸發濃縮得到高純溶液；

將高純溶液通過重結晶方法，得到白色沉淀，蒸發后得到高純度的氫氧化鋰粉末；

將鎳鈷鋁前驅體和氫氧化鋰在750℃下氧氣燒結10個小時，得到鎳鈷鋁正極材料。

優選地，將所述將鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池放電到2.0V以下。