废旧锂电池正极材料中锂的回收方法技术

本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种废旧锂电池正极材料，尤其是镍钴锰酸锂三元材料中的锂的回收方法。本发明专利技术方法包括如下步骤：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。本发明专利技术采用机械球磨后，再水浸回收镍钴锰酸锂中的锂，无废渣、废液产生，工艺简单，安全环保。

Method for recovering lithium in cathode material of waste lithium battery

The technical problem to be solved by the invention is to provide a cathode material for waste lithium batteries, in particular to a method for recovering lithium in the three element material of nickel cobalt manganate lithium. The method comprises the following steps: A, calcination: anode material of waste lithium battery in 450 ~ 550 annealed at 3 ~ 7min, cooling to room temperature, crushing, sieving, obtained three yuan of nickel cobalt lithium manganate material; B milling: lithium nickel manganese cobalt three yuan materials and materials for grinding ball milling. Get the ball abrasive; C, separating: the ball abrasive water immersion, solid-liquid separation, liquid containing lithium solution. The invention adopts the ball milling technique to recover the lithium in the nickel cobalt manganate lithium, and has no waste residue or waste liquid to produce. The process is simple, safe and environment-friendly.

【技术实现步骤摘要】
废旧锂电池正极材料中锂的回收方法
本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种针对废旧锂电池正极材料中的锂的回收方法。
技术介绍
锂资源主要赋存在盐湖卤水和伟晶岩型固体矿床中，其中盐湖卤水中的锂占世界锂储量的66％以上，早期的锂大都是从含锂矿石中提取，随着卤水提锂技术的发展，卤水资源也在不断消耗，锂资源不断在向锂电池、医用、陶瓷等方面富集，因此锂资源的回收利用对锂的综合利用将越来越重要，越来越越有意义。锂离子电池由于工作电压高、体积小、无记忆效应、自放电小、循环寿命长等优点，得到广泛的认可。废弃锂离子电池中通常含钴5％～15％，锂2％～7％，镍0.5％～2％，其回收再利用价值相对较高。锂离子电池中还含有六氟磷酸锂等有毒物质，会对环境和生态系统造成严重污染，钴、锰、铜等重金属通过积累作用也会由生物链危害人类自身，极具危害性。随着锂离子电池应用的越来越广泛，回收锂离子电池中的有价金属、减少对环境造成的污染、缓解资源匮乏等问题，具有重要的社会意义和经济意义。现有工艺主要针对钴酸锂的回收，如公开号为“CN105304971A”，专利技术名称为“废旧锂电池正极材料的机械化学回收利用方法”，公开了一种采用机械化学法处理废旧锂电池、选择性回收金属锂同时定向制备钴基磁性功能材料的方法，具体包括放电、拆分、球磨、锂回收、煅烧五个工序，具体为：采取干式球磨方式，使物料与助剂发生固相反应，无废液产生；通过控制反应过程将金属锂选择性回收，金属钴定向合成磁性材料。ShuSaeki，“Co-grindingLiCoO2withPVCandwaterleachingofmetalchloridesformedingroundproductCo-grindingLiCoO2withPVCandwaterleachingofmetalchloridesformedingroundproduct”，该文献中是将PVC与钴酸锂混合球磨一定时间，然后水浸出回收Li和Co。可见，加入球磨辅料PVC对于钴酸锂的回收不但能得到Li，还能得到大量的Co，不能单独回收其中的Li。而对于镍钴锰三元材料的回收，大多采用强酸强碱进行浸出，然后分步沉淀有价值的金属，或者采用添加一定原材料合成镍钴锰三元材料前驱体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种废旧锂电池正极材料，尤其是镍钴锰酸锂三元材料中的锂的回收方法。本专利技术废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，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。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中a步骤中优选将废旧锂电池正极材料在500℃下煅烧5min。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中b步骤中球磨辅料为含氯的聚合物；优选为聚氯乙烯、聚氯丙烯；更优选为聚氯乙烯。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述球磨时间为0.5～24h。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述球磨时间优选为0.5h。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中镍钴锰酸锂三元材料与加入的球磨辅料的质量比为0.5～2.5:1。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中镍钴锰酸锂三元材料与加入的球磨辅料的质量比为1:1。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述水浸时间为0.5～3h。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述水浸时间优选为0.5h。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述固液分离为抽滤、压滤或离心。本专利技术废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，主要针对回收镍钴锰酸锂三元材料中的锂，采用优选的球磨辅料如PVC，在特定的球料比，球磨时间和水浸时间下，可以定向、高效的回收镍钴锰酸锂中的锂，而不会对其他元素进行回收。本专利技术采用机械球磨后，再水浸回收镍钴锰酸锂中的锂，无废渣、废液产生，工艺简单，安全环保。具体实施方式本专利技术废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，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和金属箔；锂电池正极材料含有金属箔，以及在金属箔上涂覆的镍钴锰酸锂三元材料，同时还含有一些隔膜等杂质物质，为了将镍钴锰和金属箔、隔膜等杂质物质初步分离，需要现在一定温度下煅烧一定时间；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，得到的液体为含锂溶液，含锂溶液中杂质含量很低，后续可以经过常规技术手段进行进一步的回收，得到的产品，如碳酸锂中Ni、Co、Mn等杂质含量也很低，不影响锂的再利用；而得到的固体经过干燥、粉碎等步骤后，得到镍钴锰材料。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中a步骤中优选将废旧锂电池正极材料在500℃下煅烧5min。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中b步骤中球磨辅料为含氯的聚合物；优选为聚氯乙烯、聚氯丙烯；更优选为聚氯乙烯。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述球磨时间为0.5～24h。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，为了节约成本，提高工作效率，其中所述球磨时间优选为0.5h。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中镍钴锰酸锂三元材料与加入的球磨辅料的质量比为0.5～2.5:1。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中镍钴锰酸锂三元材料与加入的球磨辅料的质量比为1:1。本专利技术专利技术人经过大量实验发现，对于镍钴锰酸锂正极材料中锂的回收，用其他球磨辅料时，不能高效回收镍钴锰酸锂正极材料中的锂；而用聚氯乙烯时，其回收率高达75％，这是因为镍钴锰酸锂自身的结构决定的，镍钴锰酸锂中含锰后其结构更加稳定，而将相同方法用于钴酸锂回收时，钴和锂会被同时浸出，不能单独回收其中的锂。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述水浸时间为0.5～3h。进一步的，上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，为了节约成本，提高效率，其中所述水浸时间优选为0.5h。上述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其中所述固液分离为抽滤、压滤或离心。下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1将镍钴锰酸锂三元正极极片煅烧粉碎筛分后备用，取10g镍钴锰酸锂三元材料粉末分别与4g、5g、10g、25g和30gPVC粉末一起放入球磨罐中，盖好盖子，开启球磨机球磨24h后，取出样品送检，剩余的备用，取球磨后的固体5g加入到250mL去离子水中，浸取1h后过滤，滤液送检，固体干燥后送检。表1滤液中各元素浸出情况实施例2将镍钴锰酸锂三元正极极片煅烧粉碎筛分后备用，取10g镍钴锰酸锂三元材料粉末与10gPVC粉末一起放入球磨罐中，盖好盖子，开启球磨机分别球磨0.5h、12h、24h、36h后，取出样品送检，剩余的备用，取球磨后的固体5g加入到250mL去离子水中，浸取1h后过滤，滤液送检，固体干燥后送检。表2滤液中各元素浸出情况实施例3取10g备用的镍钴锰酸锂三元材本文档来自技高网...

【技术保护点】
废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其特征在于：a步骤中将废旧锂电池正极材料在500℃下煅烧5min。3.根据权利要求1或2所述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其特征在于：b步骤中球磨辅料为含氯的聚合物；优选为聚氯乙烯、聚氯丙烯；更优选为聚氯乙烯。4.根据权利要求1～3任一项所述废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，其特征在于：所述球磨时间为0.5～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹乃珍，高洁，田海英，徐川，周梅，杨柳，廖仕英，
申请(专利权)人：天齐锂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51