[發明專利]一種廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法

在審

• 申請號: 202310043626.X
• 申請日: 2023-01-29
• 公開（公告）號: CN116005005A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張西華;宋靜文;陳明明;馬恩;顧衛華
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B1/06;C22B7/00;C22B23/00;C22B47/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 嚴義秀

1.一種廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：所述廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法包括如下步驟：

(1)、將廢鋰離子電池拆解至電池單體，經放電、破碎、分選后得到富含正極活性材料的黑粉，接著將該黑粉加入濃硫酸，混合均勻后高溫焙燒，反應完成后取出焙燒產物，經研磨后得到焙燒黑粉；

(2)、向步驟(1)得到的焙燒黑粉中加入水，在25℃～70℃下攪拌浸出，反應完成后固液分離過濾，得到含鋰浸出液和濾渣，該濾渣的主要成分為負極石墨以及金屬氧化物；

(3)、向步驟(2)得到的含鋰浸出液中加入飽和碳酸鈉溶液，沉淀碳酸鋰，經多次洗滌、烘干后得到電池級碳酸鋰；

(4)、將步驟(2)得到的濾渣洗滌、烘干，經酸溶并過濾后得到濾液和主要成分為負極石墨的浸出殘渣；

(5)、將步驟(4)得到的濾液收集，加入相應的金屬鹽進行組分調控，可用于制備正極活性材料前驅體；

(6)、將步驟(4)得到的浸出殘渣經深度除雜、洗滌、烘干后得到再生石墨，作為高溫焙燒添加劑循環利用。

2.根據權利要求1所述的廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：步驟(1)中焙燒過程的電池黑粉與濃硫酸的摩爾比為(0.5～1.5)：1，焙燒溫度為500～700℃，焙燒時間為60～150min，碳含量為10～20％。

3.根據權利要求1所述的廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：步驟(2)中，水浸過程固液比為300g/L，攪拌速率為100～500rpm，反應溫度為25℃～70℃，浸出時間為30～90min。

4.根據權利要求1所述的廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：步驟(3)中添加飽和碳酸鈉沉淀時間為60～180min。

5.根據權利要求1所述的廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：步驟(3)中，洗滌碳酸鋰的水溫度為60～80℃。

6.根據權利要求1所述的廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：步驟(4)中，通過酸溶能有效溶解濾渣中的鎳、鈷、錳等金屬，經固液分離得到的浸出殘渣的主要成分是負極石墨。

7.根據權利要求1所述的廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：步驟(5)中，根據濾液中的元素組成及含量，通過添加相應的金屬鹽調節濾液中金屬離子濃度，得到前驅體溶液。

8.根據權利要求1所述的廢鋰離子電池黑粉中鋰的選擇性浸出及回收方法，其特征在于：所述廢鋰離子電池黑粉具體涉及一種或兩種及以上以正極活性材料中含鎳、鈷或錳等元素的廢鋰離子電池為原料生產的黑粉。