[發明專利]一種廢舊鋰離子電池正極材料的回收再利用方法及其回收裝置

在審

• 申請號: 202211093073.0
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN115448381A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李青峰;李杰
• 申請（專利權）人: 湖南五創循環科技有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;C01D15/02;H01M10/54
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 錢朝輝

1.一種廢舊鋰離子電池正極材料的回收再利用方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將廢舊鋰離子電池正極極片置于反應塔中在惰性氣體下進行煅燒，而后對煅燒產物進行振動篩分得到正極活性材料粉末；

（2）將得到的正極活性材料粉末與還原性氣體混合，進行高溫還原反應制得金屬合金，然后對金屬合金進行淋水處理，得到過渡金屬合金和LiOH溶液；

（3）將LiOH溶液傳入氫氧化鋰回收裝置，蒸餾除去水分，得到LiOH晶體；將過渡金屬合金中各成分含量進行測定，而后根據測定結果按比例選配一些過渡金屬鹽或者過渡金屬氧化物，然后將過渡金屬合金與選配的過渡金屬鹽或者過渡金屬氧化物混合后進行氧化燒結反應生成NiCoMn三元氧化物。

2.根據權利要求1所述的回收再利用方法，其特征在于，所述步驟（1）中煅燒溫度為400-600℃，煅燒氣氛為氬氣、氮氣中的一種。

3.根據權利要求2所述的回收再利用方法，其特征在于，所述步驟（2）中還原性氣體為CO、H₂中的一種；氣體流速為80-100 mL/min。

4.根據權利要求3所述的回收再利用方法，其特征在于，所述步驟（2）中高溫還原反應溫度為500-800℃，高溫還原反應時間為3-10h。

5.根據權利要求4所述的回收再利用方法，其特征在于，所述步驟（3）中氧化燒結溫度為500-800℃，氧化燒結氣氛為純氧氣氣氛或空氣氣氛。

6.根據權利要求5所述的回收再利用方法，其特征在于，所述過渡金屬鹽為硝酸鹽、乙酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽中的一種或幾種。

7.根據權利要求1-6任一項所述的回收再利用方法，其特征在于，還包括將所述NiCoMn三元氧化物進一步燒結成正極材料的步驟；將NiCoMn三元氧化物中各成分含量進行測定，而后根據測定結果按比例選配一些碳酸鋰或硝酸鹽，然后將NiCoMn三元氧化物與選配的碳酸鋰或硝酸鹽混合后進行鋰化煅燒生成正極活性材料。

8.根據權利要求7所述的回收再利用方法，其特征在于，所述NiCoMn三元氧化物與碳酸鋰中鋰元素的摩爾比為1:（1.03-1.06）。

9.根據權利要求8所述的回收再利用方法，其特征在于，所述鋰化煅燒溫度為700-1000℃。

10.一種廢舊鋰離子電池正極材料的回收裝置，其特征在于，用于實施權利要求1-9中任一項所述的回收再利用方法，包括反應塔罐（1）和與所述反應塔罐（1）連接的蒸發裝置（2），所述反應塔罐（1）分為煅燒段（101）和高溫反應段（102）；

所述煅燒段（101）外壁上設有極片進料口（3），所述煅燒段（101）內部設有承接極片的物料平臺（4），所述物料平臺（4）上設有振動分離機構；

所述高溫反應段（102）的內部設有承接所述物料平臺（4）上分離出的活性材料的高溫反應平臺（5），所述高溫反應段（102）的外壁上還設有為所述高溫反應平臺（5）進行補料和淋水的補料口（6）和進水口（7）；

所述高溫反應平臺（5）設有過濾系統，所述高溫反應平臺（5）設有質量監控裝置，所述高溫反應平臺（5）上連接有向所述反應塔罐（1）外部輸出固體物料的產品出料口（8），所述高溫反應平臺（5）上還連接有向所述反應塔罐（1）外部輸出濾液的濾液輸出口（9），所述濾液輸出口（9）連接所述蒸發裝置（2）；

所述高溫反應段（102）上還設有為所述反應塔罐（1）提供氣體物料的氣體進料口（10）。