[發(fā)明專利]廢鈷酸鋰電池的處理方法及其產(chǎn)物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110251131.7
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113517484B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 李金惠;余嘉棟;劉麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M4/485;H01M4/525;H01M10/052;C22B7/00;C22B15/00
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 彭一波;張奕軒

1.一種廢鈷酸鋰電池的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

廢鈷酸鋰電池充分放電，得到放電后的廢鈷酸鋰電池；

所述廢鈷酸鋰電池經(jīng)過破碎，得到所述廢鈷酸鋰電池的破碎產(chǎn)物；

所述廢鈷酸鋰電池的破碎產(chǎn)物經(jīng)過篩分，得到篩上物和篩下物；

所述篩上物經(jīng)過分選，得到隔膜產(chǎn)品、塑料產(chǎn)品、鐵產(chǎn)品、銅箔產(chǎn)品和鋁箔產(chǎn)品；

所述篩下物進行機械活化，得到活化產(chǎn)物；

所述活化產(chǎn)物經(jīng)過可降解有機酸酸浸，得到包含活化產(chǎn)物與有機酸浸出液的混合物；

過濾包含活化產(chǎn)物與有機酸浸出液的混合物，所得濾渣為石墨；

其中，所述篩下物進行機械活化，得到活化產(chǎn)物具體包括以下步驟：

采用行星式球磨機，將鋁箔與廢鈷酸鋰直接接觸反應，并利用球磨介質(zhì)研磨過程的能量輸入進一步強化了鋁與廢鈷酸鋰的反應效率，誘導發(fā)生如下反應(3)：

2Al+6LiCoO₂＝3Li₂O+6CoO+Al₂O₃ (3)

所述行星式球磨機對送入其中的篩下物的研磨持續(xù)時長的取值范圍為1h-2h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鈷酸鋰電池的處理方法，其特征在于，還包括以下步驟：

所述鋁箔產(chǎn)品放入所述有機酸浸出液進行凈化轉(zhuǎn)化，經(jīng)過置換反應，得到絮凝狀的純銅泥產(chǎn)品與凈化后的浸出液的混合物；

過濾所述絮凝狀的純銅泥產(chǎn)品與凈化后的浸出液的混合物，所得濾渣為絮凝狀的純銅泥產(chǎn)品，所得濾液為凈化后的浸出液。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢鈷酸鋰電池的處理方法，其特征在于，

向所述凈化后的浸出液中添加乙酸鈷和乙酸鎳，得到第一中間產(chǎn)物；

向所述第一中間產(chǎn)物中添加NaOH和緩沖劑，控制pH的取值范圍為12±0.1并充分攪拌后沉淀，固液分離后，所得濾液為富鋰溶液，所得濾渣為Ni_0.85Co_0.1Al_0.05(OH)₂；

采用水熱法對所述Ni_0.85Co_0.1Al_0.05(OH)₂進行二次結(jié)晶沉淀，得到三元鋰電池前驅(qū)體；

向所述富鋰溶液中添加過量的Na₂CO₃并加熱至第一設定溫度，趁熱過濾得到Li₂CO₃；

所述三元鋰電池前驅(qū)體、Li₂CO₃按照設定的比例混合后，于第二設定的溫度下焙燒設定的時長，得到LiNi_0.85Co_0.1Al_0.05O₂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鈷酸鋰電池的處理方法，其特征在于，所述廢鈷酸鋰電池充分放電，得到放電后的廢鈷酸鋰電池具體包括以下步驟：

所述廢鈷酸鋰電池置于溶質(zhì)的質(zhì)量百分含量的取值范圍為5％-10％的NaCl-KCl溶液中充分放電40h-60h，得到第二中間產(chǎn)物；

所述第二中間產(chǎn)物經(jīng)過干燥，得到所述放電后的廢鈷酸鋰電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢鈷酸鋰電池的處理方法，其特征在于，干燥所述第二中間產(chǎn)物的步驟是在通風櫥內(nèi)自然風干持續(xù)40h-60h實現(xiàn)的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鈷酸鋰電池的處理方法，其特征在于，所述廢鈷酸鋰電池經(jīng)過破碎，得到所述廢鈷酸鋰電池的破碎產(chǎn)物具體包括以下步驟：

所述廢鈷酸鋰電池經(jīng)過剪切機粗碎，得到粗碎后的廢鈷酸鋰電池；

所述粗碎后的廢鈷酸鋰電池經(jīng)過粉碎機細碎，得到所述廢鈷酸鋰電池的破碎產(chǎn)物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鈷酸鋰電池的處理方法，其特征在于，所述廢鈷酸鋰電池的破碎產(chǎn)物經(jīng)過篩分，得到篩上物和篩下物的步驟過程中，篩孔的尺寸取值范圍為2mm-6mm。