[發明專利]一種電池黑粉的回收方法及裝置

在審

• 申請號: 202211346775.5
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115764033A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 高升;羅勇迎;易文斌;李衛華;肖超;李攀
• 申請（專利權）人: 中偉新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理有限公司 11587
• 代理人: 楊巍;柴春玲

本發明提供了一種電池黑粉的回收方法及裝置，回收方法包括：對電池黑粉進行熱解，得到熱解黑粉及熱解尾氣；將熱解黑粉與碳粉混合后通入第一氫氣進行還原反應，得到還原黑粉及還原尾氣；將還原黑粉進行后依次進行酸化、除雜和電解，得到稀硫酸溶液及氫氧化鋰溶液；將氫氧化鋰溶液進行碳化和除雜處理，得到碳酸氫鋰溶液；將碳酸氫鋰溶液進行蒸發分解，得到碳酸鋰漿液及CO₂氣體；將碳酸鋰漿液進行后處理，得到電池級碳酸鋰，將還原尾氣進行焚燒處理并回收焚燒產生的余熱，余熱作為熱解處理中的熱解熱源。通過本發明提供的回收方法及裝置，可以解決碳酸鋰回收率低質量差、不能滿足電池級碳酸鋰質量標準，廢氣廢液未作有效利用、二次污染嚴重等問題。

技術領域

本發明屬于鋰電池資源回收技術領域，尤其涉及一種電池黑粉的回收方法及裝置。

背景技術

電池黑粉是廢舊鋰電池中的重要組成部分，主要包含正極材料、負極材料、少量鋰電池電解液等，正極材料中的鎳鈷錳均為高價態。鋰電池電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料組成。電池黑粉中包含眾多重金屬物質，若未經處理而棄置，將對土壤、水等造成巨大危害，且修復過程時間長、修復成本高昂，因此廢舊動力電池回收需求迫切。鋰離子電池所包含的主要污染物為其正極材料及電解液，其中在正極材料中，三元正極中的鈷元素為有毒物質，同時鎳、錳等金屬元素也會對土壤造成污染；在電解液中，目前常用的電解液六氟磷酸鋰在遇水后會產生氟化氫物質，造成環境污染，且有機溶劑中的DMC也對環境有害，因此對于退役電池如果不做回收處理則將引發較為嚴重的環境問題。同時，隨著碳酸鋰價格的急劇上升，使得鋰電池制造成本大幅增加，將廢棄電池的鋰高效回收，不僅可降低電池成本，也能減少環境污染，有百利而無一害。現有鋰電池回收碳酸鋰技術中，普遍存在碳酸鋰回收率低、碳酸鋰質量差、不能滿足電池級碳酸鋰質量標準，鎳鈷錳選擇性低、未回收電解液、廢氣廢液未作有效利用、二次污染嚴重等問題。

鑒于以上問題，亟需一種新的回收方法處理廢舊鋰電池。

發明內容

針對以上存在的技術問題，本發明提出一種電池黑粉的回收方法，并基于相同的技術構思，提供電池黑粉的回收裝置，以從廢舊鋰電池電池黑粉中的回收電池級碳酸鋰、合格電解液以及對廢氣廢液有效利用，從而降低電池制造成本，減少環境污染。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的第一方面提供一種電池黑粉的回收方法，回收方法包括以下步驟：

S1，對電池黑粉進行熱解處理，得到熱解黑粉及熱解尾氣；

S2，將熱解黑粉與碳粉混合后通入第一氫氣進行還原反應，得到還原黑粉及還原尾氣；

S3，將還原黑粉進行水浸處理，并通過固液分離分別得到第一鋰溶液和水浸渣；

S4，將第一鋰溶液依次進行酸化處理和除雜處理，得到第二鋰溶液；

S5，將第二鋰溶液進行電解處理，得到稀硫酸溶液及氫氧化鋰溶液；

S6，將氫氧化鋰溶液依次進行碳化處理和除雜處理，得到碳酸氫鋰溶液；

S7，將碳酸氫鋰溶液進行蒸發分解處理，得到碳酸鋰漿液及第一CO₂氣體；

S8，將碳酸鋰漿液進行后處理，得到電池級碳酸鋰；

S9，將還原尾氣進行焚燒處理并回收焚燒產生的余熱，余熱作為熱解處理中的熱解熱源。

作為本發明的優選實施方案，電池黑粉在隔絕空氣環境下進行熱解，熱解溫度為200～480℃，熱解時間為1～3h，電池黑粉破碎為100～300目。

作為本發明的優選實施方案，回收方法還包括: