一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法，包括以下步骤：(1)拆解电池获得卷芯；(2)卷芯粉碎获得正、负极与隔膜的混料；(3)向混料中加入碳源，高温煅烧获得碳酸锂；(4)高温煅烧产物用水溶解、过滤获得碳酸锂溶液；(5)碳酸锂溶液浓缩、蒸发获得碳酸锂固体。本发明专利技术方法对电池卷芯直接处理得到正负极、隔膜的混料，减少正负极、隔膜分离的步骤，操作步骤简单，适用于大规模生产；采用水浸出锂离子，方法简单高效，环保无污染；可以回收到大约65％的锂，回收产物的纯度较好。不仅适用于钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池，也适用于几种电池的混合处理，处理对象广泛，适用于大规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法
本专利技术涉及废旧电池回收
，特别是涉及一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法。
技术介绍
随着新能源汽车和动力锂电池数量的爆发性增长，预计到2020年我国电动汽车动力电池报废量将达到12万吨至17万吨。锂离子电池含有镍钴锂等稀缺金属，随意丢弃不仅资源浪费，而且污染环境。面对资源紧张，环境恶劣的今天，实现动力电池的高效、绿色利用具有十分重要的意义。目前，废弃锂离子电池的回收主要集中镍、钴、铜、锰、铝有价金属，其回收的过程主要为废弃锂离子电池放电，物理拆解，酸或碱浸出金属离子，溶剂萃取分离金属元素。随着对锂资源的需求增大，锂的回收变的越来越受关注，越来越重要。比如，公开号为CN107058742A的中国专利技术专利公开了一种从废旧锂离子电池回收锂的方法，包括以下步骤：(1)废旧锂离子电池拆解得到电池粉；(2)用酸溶解电池粉得到溶解液；(3)溶解液经提取有色金属后得到含锂料液；(4)含锂料液经过调pH、萃取、洗涤、反萃步骤得到锂盐反萃液；(5)锂盐反萃液经除油、蒸发、冷却结晶、过滤、烘干得到无水锂盐。公开号为CN106785167A的中国专利技术专利公开了一种废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，所述回收方法包括如下步骤：a、煅烧：将废旧锂电池正极材料在450～550℃下煅烧3～7min，冷却至常温，粉碎，筛分，得到镍钴锰酸锂三元材料；b、球磨：将镍钴锰酸锂三元材料与球磨辅料进行球磨，得到球磨料；c、分离：将球磨料进行水浸，固液分离，液体为含锂溶液。该方法先通过煅烧将锂氧化成氧化锂，然后球磨粉碎后用水溶解，获得含锂溶液。公开号为CN107221724A的中国专利技术专利公开了一种从废旧锂电池中回收锂的方法，该方法将废旧锂电池正极料粉与硫化剂混合煅烧后进行固液分离出含锂水溶液，由于硫化锂易容易水而其他金属镍、钴、锰的硫化物难容易水，从而可以通过水溶解分离提纯含锂化合物。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的不足，提供了一种简单高效的从废旧锂离子电池中回收锂的方法。一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法，包括以下步骤：(1)拆解电池获得卷芯；(2)卷芯粉碎获得正、负极与隔膜的混料；(3)向混料中加入碳源，高温煅烧获得碳酸锂；(4)高温煅烧产物用水溶解、过滤获得碳酸锂溶液；(5)碳酸锂溶液浓缩、蒸发获得碳酸锂固体。利用碳源与锂的氧化物在高温下反应生成碳酸锂，可溶于水；与镍、钴、锰等金属氧化物难反应或形成的碳酸盐或氧化物不溶于水，据此可以通过煅烧后再用水溶解提取锂煅烧后的产物碳酸锂。优选的，所述碳源为煤。煤的价格也相对较为便宜。利用煤与锂高温反应形成碳酸锂的原理，直接将锂从成分复杂的废电池中分离出来，简单高效，节约成本，工艺简单，回收纯度高。优选的，步骤(3)中混料与碳源的质量比为1∶1～4。更优选的，步骤(3)中混料与碳源的质量比为1∶2～4。最优选的，步骤(3)中混料与碳源的质量比为1∶2。优选的，高温煅烧温度为600～700℃，时间为1～6h。锂与碳源在高温下煅烧反应生成碳酸锂的合适温度在大概600-700℃，温度过低反应较慢且反应不完全，温度过高则锂容易挥发。更优选的，高温煅烧温度为650℃，时间为2～6h。优选的，步骤(4)中煅烧产物与水的质量比为1∶10～20。优选的，所述锂离子电池为钴酸锂电池、磷酸铁锂电池或三元锂电池中的一种或混合。本专利技术方法，对电池卷芯直接处理得到正负极、隔膜的混料，减少正负极、隔膜分离的步骤，操作步骤简单，适用于大规模生产；采用水浸出锂离子，方法简单高效，环保无污染；可以回收到大约65％的锂，而且更为重要的是，回收产物的纯度较好，省去后续很多精炼步骤。不仅适用于钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池，也适用于几种电池的混合处理，处理对象广泛，适用于大规模化生产。附图说明图1为本专利技术方法的流程图。具体实施方式实施例1将三元锂离子电池放电，拆解去掉外壳得到卷芯，将卷芯粉碎后获得混料备用，取10g混料检测其中主要金属元素的含量，结果如表1所示。表1LiNiCoMnAlCu0.525g2.250g0.889g1.283g0.901g1.844g取10g混料分别与5g、10g、20g、40g煤，650℃高温煅烧4h，反应结束后，将煅烧产物与去离子水按照质量比1∶15的比例混合溶解2h，过滤后取滤液进行检测。结果如表2所示，浸出率为滤液中收集到的某金属元素的量与混料中该金属元素的量的比值，其中锂元素相对具有较高的浸出率(回收率)，且在一定范围内增加煤的量有利于提高锂的浸出率，但过多的煤却不利于锂的回收；同时其他主要金属元素，镍、钴、锰、铝、铜等浸出率非常低，这一方面与煅烧的温度有关，比较难反应，另一方面与这些金属的碳酸盐或氧化物不溶于水有关。滤液经蒸发去除水分后得到碳酸锂固体。表2实施例2取实施例1中三元锂离子电池混料10g，分别与20g煤，650℃煅烧1h、2h、4h、6h，反应结束后，将煅烧产物与去离子水按照质量比1∶15的比例反应2h，过滤后取滤液进行检测。结果如表3所示，煅烧时间对锂元素的回收率影响较小，在煅烧1h时，大部分反应已经完成。滤液经蒸发去除水分后得到碳酸锂固体。表3实施例3取实施例1中三元锂离子电池混料10g，分别与20g煤，650℃煅烧4h，反应结束后，将煅烧产物与去离子水按照质量比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20的比例反应2h，过滤后取滤液进行检测。结果如表4所示，水的用量太少会影响碳酸锂的溶解，但在煅烧产物与去离子水的比例在1∶10以上时，基本大部分碳酸锂都已经被溶解。滤液经蒸发去除水分后得到碳酸锂固体。表4上述实施例中均使用三元锂电池，三元锂电池成分复杂，但使用本专利技术方法回收锂可以回收到大约65％的锂，而且更为重要的是，回收产物的纯度较好，省去后续很多精炼步骤。本专利技术方法显然对于成分更简单的钴酸锂电池或磷酸铁锂电池也同样适用，也适用于几种电池的混合处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)拆解电池获得卷芯；(2)卷芯粉碎获得正、负极与隔膜的混料；(3)向混料中加入碳源，高温煅烧获得碳酸锂；(4)高温煅烧产物用水溶解、过滤获得碳酸锂溶液；(5)碳酸锂溶液浓缩、蒸发获得碳酸锂固体。

【技术特征摘要】
1.一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)拆解电池获得卷芯；(2)卷芯粉碎获得正、负极与隔膜的混料；(3)向混料中加入碳源，高温煅烧获得碳酸锂；(4)高温煅烧产物用水溶解、过滤获得碳酸锂溶液；(5)碳酸锂溶液浓缩、蒸发获得碳酸锂固体。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳源为煤。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中混料与碳源的质量比为1∶1～4。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中混料与碳源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴敏智，史凌俊，王军生，李福林，周佳敏，赵崇林，
申请(专利权)人：浙江天能能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33