[發明專利]一種回收三元鋰離子動力電池正極片中有價金屬的方法

有效

• 申請號: 202010030746.2
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111206151B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李忠岐;洪侃;徐建兵;陳冬英;陳淑梅;梁鑫;賴耀斌;張選旭
• 申請（專利權）人: 贛州有色冶金研究所有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B5/04;C22B23/02;C22B47/00;C22B26/12;C22B21/00;C01D15/02;C01F7/02;H01M10/54;H01M10/0525
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

本發明涉及鋰電池材料回收技術領域，提供了一種回收三元鋰離子動力電池正極片中有價金屬的方法。本發明利用鋁具有還原性，且正極片中鈷鎳錳均為高價氧化物的特性，采用鋁熱還原法直接回收正極片中鈷鎳錳，還原得到金屬錠為鈷鎳錳合金，料渣通過球磨水浸分離回收鋰和鋁。本發明提供的方法最終可以得到鎳鈷錳合金、氧化鋁和氫氧化鋰三種產品，且工藝流程短、效率高、所需輔料少、能耗低，并且由于正極片中本來含有鋁箔，僅添加少量鋁粉即可實現鈷鎳錳氧化物的還原。

技術領域

本發明涉及鋰電池材料回收技術領域，特別涉及回收三元鋰離子動力電池正極片中有價金屬的方法。

背景技術

三元鋰離子動力電池的正極片以鋁箔為集流體，鋁箔上涂覆有正極材料，正極材料為由鎳鈷錳鋰鋁按照不同比例組成的化合物。在動力電池報廢后，通常需將電池回收處理，尤其將正極片中有價金屬元素回收，正極片中主要金屬元素為鈷鎳錳鋰鋁元素，這些元素具有較高的經濟價值。

目前的回收工藝中往往是將正極片中的正極粉與鋁箔剝離，然后將正極粉進行浸出、料液除雜、萃取分離等工序，從而實現鎳鈷錳等金屬元素的回收再利用，存在流程長，酸、堿及有機相等輔料物質消耗較多的缺點。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種工藝流程短、效率高、輔料少、能耗低的回收三元鋰離子動力電池正極片中有價金屬的方法，實現正極片的高效回收利用。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種回收三元鋰離子動力電池正極片中有價金屬的方法，包括以下步驟：

將三元鋰離子動力電池正極片破碎，得到正極片粉料；

將所述正極片粉料與鋁粉和硝酸鋰混合，得到混合料；

將所述混合料進行還原焙燒，得到鈷鎳錳合金和料渣；

將所述料渣進行球磨水浸，固液分離后得到氧化鋁粉末和氫氧化鋰溶液；

將所述氫氧化鋰溶液進行蒸發結晶，得到氫氧化鋰固體。

優選的，所述正極片粉料的粒徑為0.1～2mm。

優選的，所述混合料中鋁的質量為正極片粉料質量的28～35％。

優選的，所述硝酸鋰的質量為所述正極片粉料和鋁粉總質量的1～2％。

優選的，所述還原焙燒的氣氛為惰性氣氛，焙燒溫度為550～650℃，時間為10～30min。

優選的，所述球磨水浸中水的質量為料渣質量的4～6倍。

優選的，所述球磨水浸的球磨轉速為400～600r/min，時間為20～30min。

優選的，所述蒸發結晶在微波加熱條件下進行。

優選的，所述微波加熱的溫度為100℃，時間為30～60min。

本發明提供了一種回收三元鋰離子動力電池正極片中有價金屬的方法，包括以下步驟：將三元鋰離子動力電池正極片破碎，將得到的正極片粉料、鋁粉和硝酸鋰混合，然后將所述混合料進行還原焙燒，得到鈷鎳錳合金和料渣；將所述料渣進行球磨水浸，固液分離后得到氧化鋁粉末和氫氧化鋰溶液，氫氧化鋰溶液蒸發結晶后得到氫氧化鋰固體。本發明利用鋁具有還原性，且正極片中鈷鎳錳均為高價氧化物的特性，采用鋁熱還原法直接回收正極片中鈷鎳錳，料渣進行球磨水浸分離回收鋰和鋁。本發明提供的方法工藝流程短、效率高、所需輔料少、能耗低，并且由于正極片中本來含有鋁箔，僅添加少量鋁粉即可實現鈷鎳錳氧化物的還原。

附圖說明

圖1為本發明實施例中回收三元鋰離子動力電池正極片中有價金屬的流程示意圖。

具體實施方式