[發(fā)明專利]一種報廢三元鋰電池粉的回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110098035.3
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112850808B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡在京;饒媛媛;徐懋
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國軒電池材料有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C01G53/00;C01D15/00;C01D15/08
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 周靜

本發(fā)明公開了一種報廢三元鋰電池粉的回收方法，是以鎳鈷錳三元鋰電池通過去殼取芯、除電解液、破碎分選后得到的黑色電池粉為原料，采用堿洗除鋁、配位除銅、混料制球、焙燒、破碎研磨、酸浸、陳化、RO膜濃縮等方法，實(shí)現(xiàn)對三元鋰電池粉中銅粉、鋁粉、石墨粉等雜質(zhì)的有效去除，最終得到鎳鈷錳三元前驅(qū)體原料及富鋰溶液。該工藝解決了三元鋰電池粉中銅、鋁、石墨等雜質(zhì)金屬/非金屬對最終產(chǎn)品純度的影響，確定了一條高效短流程、分離效果好、綠色無污染的報廢三元鋰電池粉的工業(yè)化回收方法，具有極強(qiáng)的社會價值和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池回收利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種報廢三元鋰電池粉的回收方法。

背景技術(shù)

隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，致使鋰離子電池作為一種新型高能綠色電池備受關(guān)注，其具備高比能量、高比功率以及長使用壽命等一系列優(yōu)點(diǎn)成為最具發(fā)展?jié)摿Φ膭恿﹄姵亍６囯x子電池的正極材料決定了鋰離子電池的電化學(xué)性能、安全性能及價格成本等。用鎳鈷錳酸鋰做正極材料的鋰電池俗稱三元鋰電池，相比與磷酸鐵鋰電池，能量密度高是其最大特點(diǎn)。同時，報廢下來的三元鋰電池具有較高的回收價值，除通過物理拆解得到的銅、鋁、塑料等有價物外，更大的價值在于三元鋰電池粉，由于其存在大量的鎳、鈷、錳、鋰等有價金屬元素，故其如何高效、環(huán)保、低成本回收，成為三元鋰電池有序發(fā)展的關(guān)鍵所在。

三元鋰電池粉是鎳鈷錳三元鋰電池通過去殼取芯、除電解液、破碎分選后得到的黑色粉狀物，其主要成分為鎳鈷錳正極粉和石墨負(fù)極粉，由于正負(fù)極集流體在破碎分選時會將一部分鋁箔、銅箔破碎成小顆粒，混入電池粉中，這些都成為影響三元鋰電池粉綜合回收的重要因素。

公開號CN201810928779.1的發(fā)明專利公開了一種廢舊三元鋰電池正極粉料的回收方法，包括以下步驟：一次高溫焙燒→鋰浸出→鎳浸出→二次高溫焙燒→鈷浸出，通過分步高溫處理、浸出的方式，分離得到適用性較好的鋰、鎳、鈷的硫酸鹽溶液，實(shí)現(xiàn)了廢舊三元鋰電池正極粉料的分類回收和無害化利用。公開號CN201811093703.8的發(fā)明專利公開了一種從廢舊三元鋰電池中綜合回收有價金屬的方法及系統(tǒng)，包括：從廢舊三元鋰電池中拆解出正極片；去除正極片中的粘結(jié)劑后再經(jīng)酸溶浸出正極片中的有價金屬元素，獲得酸化浸出液；利用超濾膜對酸化浸出液進(jìn)行超濾處理；利用納濾膜技術(shù)，將酸化浸出液中的鋰離子與不同于鋰離子的其它陽離子分離，獲得含鋰溶液和含有其它陽離子的溶液，再采用反滲透技術(shù)分別進(jìn)行濃縮富集，采用鋰沉淀劑使含鋰溶液中的鋰離子沉淀析出，并采用堿性物質(zhì)使含有其它陽離子的溶液中的鎳離子、鈷離子和錳離子沉淀析出，實(shí)現(xiàn)有價金屬的回收。上述兩篇專利均未對鋁、銅、石墨等進(jìn)行有效去除，使得整個工藝的穩(wěn)定性，以及后續(xù)產(chǎn)品的純度均存在較大的不確定性。

公開號為CN201910822814.6的發(fā)明專利公開了一種廢舊三元鋰電池軟包全組分回收的方法，該方法依次通過放電，破碎，淺槽分選機(jī)篩分，酸浸出，逐級沉淀和水熱法等步驟，分別將廢舊三元鋰電池中的隔膜，石墨，鎳、鈷、錳、銅和鋁進(jìn)行全組分回收，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化，但其采用的篩分除銅、鋁僅能解決銅鋁大顆粒物料，但實(shí)際生產(chǎn)中，電池的破碎不可避免的出現(xiàn)較多小顆粒銅粉、鋁粉，故該發(fā)明也未對銅、鋁進(jìn)行有效去除，也存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種報廢三元鋰電池粉的回收方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中報廢三元鋰電池粉中銅粉、鋁粉、石墨粉等雜質(zhì)對產(chǎn)品純度的影響，提供一條高效短流程、分離效果好、綠色無污染的報廢三元鋰電池粉的工業(yè)化回收方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種報廢三元鋰電池粉的回收方法，包括以下步驟：

S1堿洗除鋁：把電池粉和水按質(zhì)量比1:2～1:4放入反應(yīng)釜中，加入堿后，在60～80℃溫度中反應(yīng)1～2h，過濾得到除鋁電池粉；其中，電池粉為鎳鈷錳三元鋰電池通過去殼取芯、除電解液、破碎分選后得到的黑色電池粉；作為優(yōu)選的，堿選用氫氧化鉀，氫氧化鉀的加入量為與鋁進(jìn)行反應(yīng)的理論質(zhì)量的1.1～1.3倍；