[發明專利]一種廢舊三元摻氟電池正極材料的回收利用方法

在審

• 申請號: 202110320897.6
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113086996A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 鄭鐵江;曹圣平;陳電華;曾懷政;唐義;馬俊華
• 申請（專利權）人: 寧夏百川新材料有限公司;江蘇百川高科新材料股份有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01G53/00;H01M10/54
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 戴龍澤

本發明涉及電池回收利用技術領域，具體是指一種廢舊三元摻氟電池正極材料的回收利用方法，包括以下步驟：1、極片分離：將廢舊鋰離子電池物理拆解，取正極片，把正極片放入超聲波清洗機中清洗；2、除雜；3、體鋰；4、制備碳酸鋰；5、酸浸出及配比；6、制備三元前驅，本發明與現有技術相比的有點在于：不需要單獨除鐵銅鋁及除碳過程，流程簡化；充分利用氟，免除一般工藝中的氟排放，且三元前驅體摻入微量F，可以改善其循環性能，使F充分得到利用；優先提純鋰，鋰回收率95％以上。

技術領域

本發明涉及電池回收利用技術領域，具體是指一種廢舊三元摻氟電池正極材料的回收利 用方法。

背景技術

近年來，我國新能源汽車產銷量的快速增長也帶動了電池、電機電控等關鍵零部件的高 速發展和增長。伴隨動力電池裝機量的爆發增長，動力電池退役報廢后的回收利用成為一個 新興產業。根據目前相關數據推算預測今后幾年的動力電池回收量將會非常驚人：據測算， 動力電池回收利用市場規模將在2020年達到80億元左右，其中梯級利用市場規模約505億， 再生利用市場規模295億元，預計到2020年累計退役動力電池將超過21-25萬噸。2021-2022 年動力電池的回收量將達到36-40萬噸/年。2022年產值將超過200億元，2025年產值將超過 360億元。按照中國汽車產業中長期發展規劃，到2025年，新能源汽車銷量占總銷量比例達 到20％。新能源汽車產業的快速發展，為動力電池生產企業和碳酸鋰、鈷、鎳等動力電池原 料供應商帶來了難得的發展機遇。可以預見動力電池回收利用將崛起為一個新興市場，很多 專家預計動力電池回收利用產業可能是下一片經濟藍海。目前廢舊三元電池回收利用方法主 要有高溫固相修復法和濕法元素提取法兩種。

采用高溫固相修復法和濕法元素提取法進行三元電池回收利用，流程較為復雜，氟沒有 得到利用，鋰的回收率也較低。因此需要一種新的三元電池回收利用方法，簡化回收流程， 提高電池中有效組成的回收利用率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服以上技術缺陷，提供一種通過三元電池廢料堿液除鐵鋁， 冷卻除銅，簡化了回收流程，同時通過三元摻氟,最終得到氟化鋰,減少了氟的排放，并同步提 升了三元前驅體的性能，進一步優先提取高純碳酸鋰，大幅提高了鋰回收率的廢舊三元摻氟 電池正極材料的回收利用方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：一種廢舊三元摻氟電池正極材料的回 收利用方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)、極片分離：將充分放電后的廢舊鋰離子電池進行物理拆解，取出正極片，把分離 的正極片放入超聲波清洗機中進行超聲清洗，使正極活性物質從集流體鋁箔上面脫落；

(2)、除雜：將1mol/L氫氧化鈉溶液加入步驟1的正極活性物質中調節PH值9-13，反應溫度為85-95℃，反應時間為1-2h，生成氫氧化銅、氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，過濾；

(3)、提鋰：向濾液中通入CO2并持續攪拌，反應1-2h，過濾，得到碳酸氫鋰溶液及浸出渣；

(4)、制備碳酸鋰：將碳酸氫鋰溶液加熱90-100℃，0.5-2h后過濾，濾渣經洗滌烘干后 得到高純碳酸鋰；

(5)、酸浸出及配比：向步驟3的浸出渣加入濃度為0.25mol/L的稀硫酸溶液調節PH值1-5，向溶液中加入硫酸鈷，硫酸鎳、硫酸錳等調節摩爾比為Ni：Co：Mn＝x:y:1-x-y，充 分攪拌，反應0.5-2h；

(6)、制備三元前驅：加入2mol/L氫氧化鈉溶液和體積分數10％的氨水溶液，維持溶液 PH值為10.5～11，反應溫度50～60℃，反應0.5-2h后陳化5-10h過濾，并用去離子水洗滌 3-5次，烘干后得到摻微量F的NixCoyMn1-x-yOH2前驅體。

有益效果，本發明與現有的技術相比的優點在于：

(1)不需要單獨除鐵銅鋁及除碳過程，流程簡化；