[發明專利]一種鋰離子電池正極活性材料的回收方法及其應用

有效

• 申請號: 201910682372.X
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110498434B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 彭燦;顏祥軍;湯依偉;文定強;張穎
• 申請（專利權）人: 廣東佳納能源科技有限公司;清遠佳致新材料研究院有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 梁曉婷

本發明公開了一種鋰離子電池正極活性材料的回收方法及其應用，該回收方法包括：將鋰離子電池正極活性材料在氫氣氛圍下進行煅燒反應，將得到煅燒產物用水進行三次浸出反應；然后將第一濾液和第二濾液混合并調節pH值≥12進行反應，過濾得到第四濾渣和第四濾液；將第四濾液在空氣或二氧化碳氛圍下與碳酸鹽反應，過濾得到碳酸鋰。本發明的回收方法可有效實現對廢舊鋰離子電池中的正級活性材料的回收和資源再利用，回收得到適用于鋰離子電池的正極活性材料合成所需的工業碳酸鋰；而且回收過程中基本不產生廢水，環境友好，環保壓力小，鋰的回收率超過90％。

技術領域

本發明涉及電池材料技術領域，具體而言，涉及一種鋰離子電池正極活性材料的回收方法及其應用。

背景技術

鋰離子電池由于其比能量大、輸出電壓高、可大電流充放電、無記憶效應、循環壽命長、自放電率低、綠色環保等諸多優點，被廣泛應用在手機、平板電腦、電子玩具等便攜式電子產品中，并逐漸成為儲能裝置、電動車等領域首選的動力電源。這些電子產品、儲能裝置或電動車的報廢將產生大量廢舊鋰離子電池，如若不對其回收處理將成為新的環境污染源，同時，也是一種極大的資源浪費。

鋰離子電池一般由外殼、正極片、隔膜、負極片和電解質組成。正極片主要由約90％的正極活性物質、乙炔黑導電劑及黏合劑如PVDF(聚偏氟乙烯)均勻混合后，涂布于集流體上構成。常規鋰離子電池中采用的正極活性物質由鈷酸鋰、錳酸鋰或鎳酸鋰中的一種或幾種以及少量雜質組成，含鈷、鎳、錳以及鋰等有價金屬。基于環境和資源角度考慮，世界各國正積極開展廢舊鋰離子電池回收研究工作。

發明內容

有鑒于此，本發明提供技術方案如下：

一種鋰離子電池正極活性材料的回收方法，所述鋰離子電池正極活性材料包括鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰中的至少一種；所述回收方法包括：

將所述鋰離子電池正極活性材料在氫氣氛圍下進行煅燒反應，得到煅燒產物；

所述煅燒產物用水進行第一次浸出反應，過濾得到第一濾渣和第一濾液；

所述第一濾渣用水進行第二次浸出反應，所述第二次浸出反應過程中同時加酸調節pH值≦6，過濾得到第二濾渣和第二濾液；

所述第二濾渣用水進行第三次浸出反應，過濾得到第三濾渣和第三濾液；

將第一濾液和第二濾液混合反應，過濾得到第四濾渣和第四濾液；

將所述第四濾液在空氣或二氧化碳氛圍下與碳酸鹽反應，過濾得到碳酸鋰。

作為上述技術方案的進一步改進，所述回收方法還包括：所述第三濾渣加水并加酸調節pH值為0.5～1.5進行反應，過濾得到第五濾渣和第五濾液；

將所述第五濾液經濃縮后冷卻，得到正極活性材料前驅體。

作為上述技術方案的進一步改進，在進行所述煅燒反應前，將所述鋰離子電池正極活性材料進行粉碎得到粉料；

優選地，所述粉料的粒徑為80～100目。

作為上述技術方案的進一步改進，所述煅燒反應在催化劑催化作用下進行，所述煅燒反應的溫度為630～700℃，所述煅燒反應的時間為2～4h；

優選地，所述催化劑為硫酸氫鈉；

優選地，所述催化劑的用量為鋰離子電池正極活性材料的0.01～0.05％。。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一次浸出反應過程中水的用量為所述煅燒產物重量的0.5～1倍；所述第二次浸出反應過程中水的用量為所述第一濾渣重量的0.5～1倍；所述第三次浸出反應過程中水的用量為所述第二濾渣重量的0.5～1倍。