[發明專利]高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法

有效

• 申請號: 201910540609.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110233304B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 王欣鵬;顧帥;張亮;葉海梅;韋悅周
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00;C22B26/12;C22B3/00;C22B47/00
• 代理公司: 南寧啟創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 謝美萱

1.高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

(1)將廢舊鋰離子電池進行拆解，用酸性溶液進行浸出，固液比為10-40g/L，得到混合鋰離子電池正極材料的浸取液；

所述酸性溶液為濃硫酸和H₂O₂構成的混合液，H₂O₂的加入量為濃硫酸的10～15％；或者，為廢鉛酸電池電解質和H₂O₂構成的混合液，H₂O₂的加入量為廢鉛酸電池電解質的18～22％；

所述步驟(1)中浸出的溫度為90～95℃，時間為60～120min；

(2)用堿液將浸取液的pH值調節為4.4～5.4，使Fe³⁺和Al³⁺沉淀，過濾，將沉淀從溶液中分離出來；

(3)將剩余溶液pH值調至9～10.5，再加入Na₂S使Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺沉淀，然后將沉淀混合物A過濾出來以作進一步處理，剩余含鋰溶液；

(4)在剩余含鋰溶液中加入乙醇及碳酸根離子溶液進行沉鋰，過濾，得到Li₂CO₃沉淀；所述碳酸根離子為通入二氧化碳；乙醇的添加量為剩余含鋰溶液體積的2～6倍，碳酸根離子溶液的添加量是剩余含鋰溶液體積的0.1～0.15倍；

(5)將步驟(3)中的沉淀混合物A轉移入pH值為5.5～6.5的鹽酸溶液中使MnS重新溶解，通過過濾將Mn²⁺分離出來，得沉淀混合物B；

(6)將沉淀混合物B溶解在pH值為0.5～1.5的鹽酸溶液中，以釋放Co²⁺和Ni²⁺，過濾除掉不溶物，再將溶液中的Co²⁺用電沉積法沉積為金屬Co，剩余Ni²⁺離子溶液做進一步處理。

2.根據權利要求1所述高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中酸性溶液采用濃硫酸與H₂O₂混合時，沉淀混合物A為MnS、CoS、NiS；沉淀混合物B為CoS、NiS。

3.根據權利要求1所述高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，所述的廢鉛酸電池電解質經過過濾，所含硫酸濃度為30～40％，主要雜質是Pb²⁺；所述步驟(1)中酸性溶液采用廢鉛酸電池電解質和H₂O₂時；沉淀混合物A為MnS、CoS、NiS、PbS；沉淀混合物B為CoS、NiS、PbS。

4.根據權利要求1所述高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，步驟(2)中所述堿液為NH₄OH，NaOH或KOH溶液；加入堿液后保持1～1.5h，使Fe³⁺和Al³⁺沉淀。

5.根據權利要求1所述高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，步驟(3)中Na₂S的濃度為0.1～1.0mol/L，與Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺沉淀反應時間為0.5～1h。

6.根據權利要求1所述高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，步驟(4)中加入的碳酸鉀溶液濃度為0.3～0.5mol/L，發生沉淀反應時間為0.5～1h。

7.根據權利要求1所述高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，所述步驟(5)中的沉淀混合物A轉移入pH值為5.5～6.5的鹽酸溶液中使MnS重新溶解，1～1.5h后通過過濾將Mn²⁺分離出來，得沉淀混合物B。

8.根據權利要求1所述高效回收混合鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，步驟(6)中所述電沉積是在恒電位-0.5～-0.4V條件下電沉積4～6h。