锂电池正极材料的高效再利用方法技术

本发明专利技术公开了锂电池正极材料的高效再利用方法，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣。(3)向(2)中产生的镍钴锰锂浸出液添加镍盐、钴盐、锰盐，使镍、钴、锰元素按一定摩尔比例混合，再加入氢氧化物溶液和氨水反应，得到悬浊液。(4)将(3)中产生的悬浊液进行过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末。(5)将(4)中产生的镍钴锰氢氧化物粉末加入碳酸锂混合进行高温固相反应。(6)将(4)中产生的滤液中加入碳酸盐，搅拌、沉淀、过滤、干燥，得到碳酸锂粉末。

Efficient reuse of cathode materials for lithium batteries

【技术实现步骤摘要】
锂电池正极材料的高效再利用方法
本专利技术涉及锂电池回收
，具体为锂电池正极材料的高效再利用方法。
技术介绍
锂电池作为新型能源电池现已得到广泛应用，其具有高安全性、高容量等特性，随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂电池正极材料以钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂为主。随着新能源产业的飞速发展，产生的三元镍钴锰氢氧化物电池数量不断激增，电池材料的回收利用迫在眉睫。如果处置不当，一方面造成严重的环境污染；另一方面还造成废电池中可二次利用的镍、钴、锰、锂等有价金属资源浪费，加重了资源的负担。在大力发展新能源动力锂电池的同时，更不容忽视废旧动力锂电池资源化回收利用的技术研究，这不仅能“变废为宝”，实现资源、环境的可持续发展，还可以促进新能源产业链的创新发展。目前，现有的锂电池正极材料回收步骤繁多，较为复杂，且只是回收了材料，还需要再进行重新制造利用工序，加工效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上现有的锂电池正极材料回收步骤繁多，较为复杂，且只是回收了材料，还需要再进行重新制造利用工序，加工效率较低的问题，本专利技术提供锂电池正极材料的高效再利用方法。锂电池正极材料的高效再利用方法，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔，直接回收铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣，直接回收浸出渣。(3)向(2)中产生的镍钴锰锂浸出液添加镍盐、钴盐、锰盐，使镍、钴、锰元素按一定摩尔比例混合，再加入氢氧化物溶液和氨水反应，得到悬浊液。(4)将(3)中产生的悬浊液进行过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末。(5)将(4)中产生的镍钴锰氢氧化物粉末加入碳酸锂混合进行高温固相反应，得到镍钴锰酸锂。(6)将(4)中产生的滤液中加入碳酸盐，搅拌、沉淀、过滤、干燥，得到碳酸锂粉末。进一步地，步骤(1)中所述加热温度为500～750℃，所述机械处理是搅拌、振荡或超声处理。进一步地，步骤(2)中所述硫酸溶液为98％的浓硫酸，所述浸取时间为1.5～3h。进一步地，步骤(3)中所述镍盐是硫酸镍、氯化镍或溴化镍，所述钴盐是环烷酸钴、硬脂酸钴、新癸酸钴或硼酰化钴，所述锰盐是高锰酸锂、高锰酸钠或高锰酸钾。进一步地，步骤(3)中所述镍、钴、锰元素按(0.8～1)：(0.2～2.5)：(0.2～2.5)的摩尔比例混合。进一步地，步骤(5)中所述高温固相反应温度为1200～1300℃，反应时间为10～15h。进一步地，步骤(6)中所述碳酸盐是碳酸钾、碳酸钠或碳酸铵。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术方法简单，步骤简洁，易操作，节省成本和劳力。2.本专利技术在回收过程中直接再生成镍钴锰酸锂正极材料，可以进行再利用，避免了回收后再进行重新制造利用工序，提高了加工效率。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。锂电池正极材料的高效再利用方法，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔，直接回收铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣，直接回收浸出渣。(3)向(2)中产生的镍钴锰锂浸出液添加镍盐、钴盐、锰盐，使镍、钴、锰元素按一定摩尔比例混合，再加入氢氧化物溶液和氨水反应，得到悬浊液。(4)将(3)中产生的悬浊液进行过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末。(5)将(4)中产生的镍钴锰氢氧化物粉末加入碳酸锂混合进行高温固相反应，得到镍钴锰酸锂。(6)将(4)中产生的滤液中加入碳酸盐，搅拌、沉淀、过滤、干燥，得到碳酸锂粉末。进一步地，步骤(1)中所述加热温度为500～750℃，所述机械处理是搅拌、振荡或超声处理。进一步地，步骤(2)中所述硫酸溶液为98％的浓硫酸，所述浸取时间为1.5～3h。进一步地，步骤(3)中所述镍盐是硫酸镍、氯化镍或溴化镍，所述钴盐是环烷酸钴、硬脂酸钴、新癸酸钴或硼酰化钴，所述锰盐是高锰酸锂、高锰酸钠或高锰酸钾。进一步地，步骤(3)中所述镍、钴、锰元素按(0.8～1)：(0.2～2.5)：(0.2～2.5)的摩尔比例混合。进一步地，步骤(5)中所述高温固相反应温度为1200～1300℃，反应时间为10～15h。进一步地，步骤(6)中所述碳酸盐是碳酸钾、碳酸钠或碳酸铵。实施例1锂电池正极材料的高效再利用方法，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔，直接回收铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣，直接回收浸出渣。(3)向(2)中产生的镍钴锰锂浸出液添加镍盐、钴盐、锰盐，使镍、钴、锰元素按一定摩尔比例混合，再加入氢氧化物溶液和氨水反应，得到悬浊液。(4)将(3)中产生的悬浊液进行过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末。(5)将(4)中产生的镍钴锰氢氧化物粉末加入碳酸锂混合进行高温固相反应，得到镍钴锰酸锂。(6)将(4)中产生的滤液中加入碳酸盐，搅拌、沉淀、过滤、干燥，得到碳酸锂粉末。进一步地，步骤(1)中所述加热温度为500，所述机械处理是超声处理。进一步地，步骤(2)中所述硫酸溶液为98％的浓硫酸，所述浸取时间为3h。进一步地，步骤(3)中所述镍盐是硫酸镍，所述钴盐是环烷酸钴，所述锰盐是高锰酸锂。进一步地，步骤(3)中所述镍、钴、锰元素按0.8：2.5：2.5的摩尔比例混合。进一步地，步骤(5)中所述高温固相反应温度为1200℃，反应时间为15h。进一步地，步骤(6)中所述碳酸盐是碳酸钠。实施例2锂电池正极材料的高效再利用方法，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔，直接回收铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣，直接回收浸出渣。(3)向(2)中产生的镍钴锰锂浸出液添加镍盐、钴盐、锰盐，使镍、钴、锰元素按一定摩尔比例混合，再加入氢氧化物溶液和氨水反应，得到悬浊液。(4)将(3)中产生的悬浊液进行过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末。(5)将(4)中产生的镍钴锰氢氧化物粉末加入碳酸锂混合进行高温固相反应，得到镍钴锰酸锂。(6)将(4)中产生的滤液中加入碳酸盐，搅拌、沉淀、过滤、干燥，得到碳酸锂粉末。进一步地，步骤(1)中所述加热温度为750℃，所述机械处理是搅拌处理。进一步地，步骤(2)中所述硫酸溶液为98％的浓硫酸，所述浸取时间为1.5。进一步地，步骤(3)中所述镍盐是氯化镍，所述钴盐是硬脂酸钴，所述锰盐是高锰酸钠。进一步地，步骤(3)中所述镍、钴、锰元素按1：0.2：0.2的摩尔比例混合。进一步地，步骤(5)中所述高温固相反应温度为1300℃，反应时间为10h。进一步地，步骤(6)中所述碳酸盐是碳酸钾。实施例3锂电池正极材料的高效再利用方法，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔，直接回收铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣，直接回收浸出渣。(3)向(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.锂电池正极材料的高效再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔，直接回收铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣，直接回收浸出渣。(3)向(2)中产生的镍钴锰锂浸出液添加镍盐、钴盐、锰盐，使镍、钴、锰元素按一定摩尔比例混合，再加入氢氧化物溶液和氨水反应，得到悬浊液。(4)将(3)中产生的悬浊液进行过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末。(5)将(4)中产生的镍钴锰氢氧化物粉末加入碳酸锂混合进行高温固相反应，得到镍钴锰酸锂。(6)将(4)中产生的滤液中加入碳酸盐，搅拌、沉淀、过滤、干燥，得到碳酸锂粉末。

【技术特征摘要】
1.锂电池正极材料的高效再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取回收的正极片加热和机械处理使粘结剂分离，得到镍钴锰酸锂正极材料和铝箔，直接回收铝箔。(2)将(1)中产生的镍钴锰酸锂正极材料用硫酸溶液浸取，得到镍钴锰锂浸出液和浸出渣，直接回收浸出渣。(3)向(2)中产生的镍钴锰锂浸出液添加镍盐、钴盐、锰盐，使镍、钴、锰元素按一定摩尔比例混合，再加入氢氧化物溶液和氨水反应，得到悬浊液。(4)将(3)中产生的悬浊液进行过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末。(5)将(4)中产生的镍钴锰氢氧化物粉末加入碳酸锂混合进行高温固相反应，得到镍钴锰酸锂。(6)将(4)中产生的滤液中加入碳酸盐，搅拌、沉淀、过滤、干燥，得到碳酸锂粉末。2.根据权利要求1所述的锂电池正极材料的高效再利用方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热温度为500～750℃，所述机械处理是搅拌、振荡或超声处理。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世鹏，计彦发，多金鹏，温浩浩，罗成，
申请(专利权)人：甘肃睿思科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62