[發明專利]一種報廢三元鋰電池的回收方法

在審

• 申請號: 201910139092.4
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109888423A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 趙焱;羅堅;施沛穎;劉一彬;楊曉麗
• 申請（專利權）人: 上海毅信環保科技有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C01D15/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 陳駿鍵

本發明公開的一種報廢三元鋰電池的回收方法，包括以下步驟：1.對報廢三元鋰電池拆解成鋰電池單體，并進行放電處理；2.對鋰電池單體進行破碎處理；3.在萃取罐內對電池破碎漿料進行超臨界二氧化碳萃取處理；4.一方面對萃取流動相進行減壓處理；另一方面對殘余固體混合物進行分選處理；5.向金屬固體混合物加入由硫酸和雙氧水混合而成的溶液；6.對酸性固液混合物進行過濾處理；7.調節酸性混合溶液的pH值至7～7.5，并過濾進行回收；8.調節含有三元金屬成分的混合溶液的pH值至11～14，并過濾進行回收；9.向含有少量鋰鹽的溶液加入足量的碳酸鈉溶液，并過濾進行回收。本發明以溶液形態回收電解質，回收率可達90％以上。

技術領域

本發明涉及動力電池回收處理技術領域，特別涉及一種報廢三元鋰電池的回收方法。

背景技術

目前，報廢三元鋰電池的回收工藝主要包括放電步驟、粉碎步驟、焙燒步驟、物理分選步驟以及濕式冶金回收Ni、Co、Mn、Li等金屬元素的步驟，該破碎回收工藝無法分離回收電解液，后續得到的分選產物含有電解質分解產物，例如氟化物、含磷化物等，影響濕式冶金回收的回收率。電解液通常使用萃取工藝進行回收，目前也有使用溶液和/或超臨界二氧化碳進行萃取回收，但是都是將鋰電池中的集流體分解后單獨進行萃取，萃取效率特別低，難以實現工業化運行。為此，本申請人進行了有益的探索和研究，找到了解決上述問題的辦法，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：針對現有技術的不足而提供一種報廢三元鋰電池的回收方法，該回收方法可減少萃取前的工藝，實時工業化的鋰電池電解液成分回收，提高后續濕式冶金工藝的回收率，減少酸堿的消耗。

本發明所要解決的技術問題可以采用如下技術方案來實現：

一種報廢三元鋰電池的回收方法，包括以下步驟：

步驟S1，對報廢三元鋰電池拆解成鋰電池單體，并對拆解后的鋰電池單體進行放電處理；

步驟S2，在采用惰性氣體作為保護氣進行保護的狀態下，對經過放電處理后的鋰電池單體進行破碎處理，使得鋰電池單體被破碎后形成電池破碎漿料；

步驟S3，將所述電池破碎漿料輸送至萃取罐內，在所述萃取罐內對所述電池破碎漿料進行超臨界二氧化碳萃取處理，并得到萃取流動相和殘余固體混合物；

步驟S4，一方面對所述萃取流動相進行減壓處理，使得所述萃取流動相分離成二氧化碳氣體和電解液，并將分離后的電解液進行回收處理；另一方面采用風力分選方式對所述殘余固體混合物進行分選處理，使得所述殘余固體混合物被分選成塑料隔膜材料和由金屬材料、電極材料以及少量鋰鹽所組成的金屬固體混合物，并對分選后的塑料隔膜材料進行回收處理；

步驟S5，向所述金屬固體混合物加入由硫酸和雙氧水混合而成的溶液，對所述金屬固體混合物進行溶解，形成酸性固液混合物；

步驟S6，對所述酸性固液混合物進行過濾處理，使得所述酸性固液混合物過濾后分離成酸性混合溶液和石墨負極粉末，并對所述石墨負極粉末進行回收再利用；

步驟S7，利用氫氧化鈉溶液緩慢調節所述酸性混合溶液的pH值至7～7.5，使得所述酸性混合溶液中的銅、鐵、鋁以氫氧化物的形態沉淀，并過濾得到由氫氧化銅、氫氧化鐵以及氫氧化鋁混合而成的金屬混合物和含有三元金屬成分的混合溶液，對所述由氫氧化銅、氫氧化鐵以及氫氧化鋁混合而成的金屬混合物進行回收再利用；

步驟S8，利用氫氧化鈉溶液緩慢調節所述含有三元金屬成分的混合溶液的pH值至11～14，直至沉淀完成，并過濾得到由氫氧化鎳、氫氧化鈷以及氫氧化錳混合而成的金屬混合物和含有少量鋰鹽的溶液，對所述由氫氧化鎳、氫氧化鈷以及氫氧化錳混合而成的金屬混合物進行回收再利用；

步驟S9，向所述含有少量鋰鹽的溶液加入足量的碳酸鈉溶液，并過濾得到碳酸鋰和含鹽廢液，對所述碳酸鋰進行回收再利用。