[發明專利]一種用鋰離子篩在廢舊鋰離子電池材料中提鋰的方法

在審

• 申請號: 202110735180.8
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113430395A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 葛夢丹;韓璐;周蕾;袁永順;王雪;劉炳光;李建生;石代龍;隋雨涵;張嘉鋮
• 申請（專利權）人: 天津市職業大學
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B3/24;H01M10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用鋰離子篩在廢舊鋰離子電池材料中提鋰的方法，特別是在廢舊鈷鎳錳酸鋰三元鋰離子電池正極材料中用鋰離子篩吸附提鋰的方法，其特征在于包括預處理，鋰鹽浸取、鋰離子篩吸附、酸洗脫鋰、電池級碳酸鋰制備5個部分；預處理是將鈷鎳錳酸鋰三元鋰離子電池正極材料和脲類化合物按照質量比1:0.2-2混合均勻，在100-300℃下緩慢升溫加熱1-4h，使正極材料熱還原為低價態的鈷鎳錳氧化物、氧化鋰和碳酸鋰，脲類化合物熱分解為氮氣和CO₂；所述的脲類化合物是尿素、含尿素的廢液、縮二脲、氨基脲、脲醛樹脂或含脲醛樹脂的廢液之一。

2.權利要求1所述的一種用鋰離子篩在廢舊鋰離子電池材料中提鋰的方法，其特征在于鋰鹽浸取采用CO₂飽和水溶液浸取低價態的鈷鎳錳氧化物、氧化鋰和碳酸鋰混合物2-8h，使鋰鹽以碳酸氫鋰和碳酸鋰形式溶于水溶液中，浸取液pH為9-13，浸取液中固液質量比為1:4-20。

3.權利要求1所述的一種用鋰離子篩在廢舊鋰離子電池材料中提鋰的方法，其特征在于鋰離子篩吸附是將過濾澄清的浸取液通過鋰離子篩填料柱，使浸取液中的Li⁺被鋰離子篩選擇性吸附，控制浸取液流速使鋰離子篩4-12h達到飽和吸附，然后用水清洗鋰離子篩，除去鋰離子篩表面附著的鈷鎳錳鹽。

4.權利要求1和3所述的一種用鋰離子篩在廢舊鋰離子電池材料中提鋰的方法，其特征在于鋰離子篩是粉末狀或加工成型的錳系鋰離子篩，以廢舊鋰離子電池材料為原料低成本制備而成，其化學組成為H_1.33Al_x Mn_1.67O₄﹒yAl₂O₃，其中，x=0.03-0.33，y=0.06-0.18，鋰離子飽和吸附容量為45-54mg/g；進行吸脫附循環10次，鋰離子篩的吸附容量變化小于1%。

5.權利要求1所述的一種用鋰離子篩在廢舊鋰離子電池材料中提鋰的方法，其特征在于酸洗脫鋰是用0.5mol/L的鹽酸溶液緩慢淋洗飽和吸附的鋰離子篩，鋰離子脫附率達到90%-98%，用水清洗鋰離子篩，進入下一次鋰吸附循環，進行吸脫附循環10次，鋰離子篩的溶解損耗小于1% 。

6.權利要求1所述的一種用鋰離子篩在廢舊鋰離子電池材料中提鋰的方法，其特征在于碳酸鋰制備是將鋰離子篩洗脫液濃縮，加入碳酸鈉溶液調整溶液pH為11，以沉淀其中的鈷鎳錳雜質得到精制碳酸鋰溶液，控制碳酸鋰精制溶液中Li⁺/Co²⁺、Li⁺/Ni²⁺和Li⁺/Mn²⁺的摩爾比均大于50；再加入過量的碳酸鈉溶液調整溶液pH為14，使溶液中的氯化鋰轉化為難溶性的碳酸鋰沉淀出來，將碳酸鋰沉淀過濾，洗滌，干燥，得到電池級碳酸鋰產品，鋰的回收率為90%-99% 。