[發明專利]一種廢舊三元鋰電池正極材料回收循環利用工藝

在審

• 申請號: 202010485265.0
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111600089A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 周明炯;劉博宇;龐寶成
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B3/06;C22B3/44;C22B26/12;H01M4/13
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 任美玲

1.一種廢舊三元鋰電池正極材料回收循環利用工藝，其特征在于，包括以下步驟：

A)將廢舊三元鋰電池的正極片置于處理液中進行加熱攪拌，然后過濾，得到濾過產物，所述處理液包括溶劑和溶質，所述溶劑選自乙二醇、甘油、丁二醇中的一種或多種，所述溶質選自木糖醇、葡萄糖、尿素、氯化膽堿中的一種或多種；

B)將所述過濾產物依次進行篩分、酸浸，得到酸浸液；

C)調節所述酸浸液的離子濃度，加入絡合劑和沉淀劑調節pH進行共沉淀反應分離前驅體后，回收金屬鋰。

2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述廢舊三元鋰電池的正極片由下述方法得到：

將廢舊三元鋰電池浸泡在飽和食鹽水中進行放電處理；

將放電后的廢舊三元鋰電池用清水清洗干凈并烘干；

將烘干后的電池剪切破碎成電池切片；

通過浮選法分離電池正極片、負極片、外殼和隔膜。

3.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述電池切片的尺寸為1～2cm。

4.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述處理液中溶質與溶劑的摩爾比為(1.5～2.5):1，所述正極片與處理液的固液質量體積比為1g：(20～25)ml。

5.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述加熱攪拌溫度為150～200℃，時間為3～5h。

6.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述篩分后得到的正極活性物質與所述酸浸所用的酸液的質量體積比為1g：(5～20)ml；所述酸浸所用的酸液為無機酸和還原劑的混合溶液，所述無機酸為H₂SO₄、HCl、HNO₃中的一種，所述還原劑為H₂O₂、Na₂SO₃、Na₂S₂O₃中的一種或多種，所述酸液中無機酸濃度為2～4mol/L，每克活性物質加入1～2mL液體還原劑，或者每克正極活性物質加入0.2～0.5g固體還原劑，

所述酸浸的溫度為60～80℃，時間為4～5h。

7.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，調節所述酸浸液的離子濃度為采用鎳鹽、鈷鹽和錳鹽調節酸浸液中鎳鈷錳的離子濃度，至鎳離子濃度為0.5～2mol/L、鈷離子濃度為0.2～1mol/L、錳離子濃度為0.2～1mol/L。

8.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述絡合劑為NH₃·H₂O、NaF和銨鹽中的一種或幾種，沉淀劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種或幾種，調節所述酸浸液的pH至11～12。

9.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟C)中，所述反應的溫度為50～60℃，反應時的攪拌速度為500～700r/min，反應的時間為5～10h。

10.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述回收金屬鋰的方法為：

向反應后的反應液中加入水溶性碳酸鹽，使得鋰離子以碳酸鋰沉淀出來。