[發明專利]一種回收廢舊鋰離子電池正極材料中有價金屬的方法

有效

• 申請號: 202211088285.X
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115369250B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 項頊;段雪
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/00;C22B26/12;C22B23/00;C01D15/08;H01M10/54
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張麗;姚亮

1.一種回收廢舊鋰離子電池正極材料中有價金屬的方法，其包括以下步驟：

(1)將氯化膽堿，與L-抗壞血酸、苯磺酸、檸檬酸和乙醇酸中的一種或幾種的組合，以及助劑，在水、或水和醇的混合溶劑中混合，得到低共熔溶劑體系；其中，所述助劑包括甘氨酸、丙氨酸和半胱氨酸中的一種或幾種的組合；

(2)將廢舊鎳鈷錳酸鋰電池正極材料和/或廢舊鈷酸鋰電池正極材料，經研磨、過篩后，得到電池粉；將所述低共熔溶劑體系與所述電池粉以(10：1)～(50：1)的質量比混合，在20～25℃攪拌0.5～4小時，得到浸出液；

(3)當廢舊鋰離子電池正極材料為廢舊鎳鈷錳酸鋰電池正極材料時，在20～25℃，在所述浸出液中加入二水合草酸，所加入的二水合草酸與所述廢舊鎳鈷錳酸鋰電池正極材料的電池粉的質量比為(0.5：1)～(1.5：1)，經分離、洗滌后，得到草酸鈷、草酸鎳、草酸錳沉淀混合物與含鋰溶液；將所述草酸鈷、草酸鎳、草酸錳沉淀混合物干燥后，得到二水合草酸鎳、二水合草酸鈷以及二水合草酸錳固體混合物；

當廢舊鋰離子電池正極材料為廢舊鈷酸鋰電池正極材料時，在20～25℃，在所述浸出液中加入二水合草酸，所加入的二水合草酸與所述廢舊鈷酸鋰電池正極材料的電池粉的質量比為(0.5：1)～(1.5：1)，經分離、洗滌后，得到草酸鈷沉淀物與含鋰溶液；將所述草酸鈷沉淀物干燥后，得到二水合草酸鈷固體；

(4)將所述含鋰溶液濃縮至鋰離子濃度為15g/L以上，加入碳酸鈉，所加入的碳酸鈉與所述含鋰溶液中鋰的摩爾比為(1：1)～(2：1)，在60～90℃攪拌2～6小時，經分離、洗滌、干燥后，得到碳酸鋰固體。

2.根據權利要求1所述的回收廢舊鋰離子電池正極材料中有價金屬的方法，其中，在步驟(1)中，所述氯化膽堿與所述L-抗壞血酸、苯磺酸、檸檬酸和乙醇酸中的一種或幾種的組合的摩爾比為(1：2)～(2：1)；

優選地，在步驟(1)中，所述L-抗壞血酸、苯磺酸、檸檬酸和乙醇酸中的一種或幾種的組合與所述助劑的摩爾比為(1：0.05)～(1：0.2)。

3.根據權利要求1所述的回收廢舊鋰離子電池正極材料中有價金屬的方法，其中，在步驟(1)中，所述水和醇的混合溶劑中的醇包括甲醇、乙醇和異丙醇中的一種或幾種的組合；

優選地，在步驟(1)中，所述水和醇的混合溶劑中的水和醇的體積比為(1：2)～(10：1)；

優選地，在步驟(1)中，在水和醇的混合溶劑中所加入的氯化膽堿、與L-抗壞血酸、苯磺酸、檸檬酸和乙醇酸中的一種或幾種的組合、以及助劑的總質量與所采用的水和醇的混合溶劑的質量之比為100：(5～20)；

優選地，在步驟(1)中，在水中所加入的氯化膽堿、與L-抗壞血酸、苯磺酸、檸檬酸和乙醇酸中的一種或幾種的組合、以及助劑的總質量與所采用的水的質量之比為100：(10～50)。

4.根據權利要求1所述的回收廢舊鋰離子電池正極材料中有價金屬的方法，其中，所述混合是采用超聲混合或者攪拌混合的方式，優選采用超聲混合的方式；更優選地，所述超聲混合的超聲功率為100-1000W，頻率為10-80kHz，混合時間為10～60分鐘，混合溫度為20～60℃；更優選地，所述攪拌混合的轉速為400～800r/min，攪拌時間為1～4小時，攪拌溫度為20～60℃。