一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法技术

本发明专利技术公开了一种废锰酸锂电池的回收再生方法，通过将废旧锰酸锂电池在密闭式惰性气氛中进行高温煅烧，冷却后取出剩余物，剩余物通过粉碎筛分和磁选后得到锰酸锂粗粉，锰酸锂粗粉通过气流分选装置得到碳粉和锰酸锂精粉，在锰酸锂精粉中加入锰源、锂源和添加剂，按锰元素：锂元素：掺杂离子摩尔比2:1～1.08:0～0.1进行配比混合，将混合物置于氧气气氛中高温烧结得到锰酸锂材料。本发明专利技术通过对废锰酸锂电池在密闭环境中进行高温煅烧，方便了尾气处理，解决了废锂电池拆解过程的污染问题，提高生产效率，且后续的生产过程不需要用酸和碱等管控物质，仅通过添加原料和添加剂便可再生得到锰酸锂正极材料，实现了废旧锰酸锂正极材料的综合利用及清洁生产。

A recycling method of lithium manganate used battery

【技术实现步骤摘要】
一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法
本专利技术涉及废旧电池资源化利用与环境保护领域，特别涉及一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法。
技术介绍
随着新能源汽车行业的快速发展的同时带动了中国锂电池市场的发展，我国的动力电池市场在中长期将继续保持高速发展的态势；但是锂电池的使用周期是有寿命的，对传统的动力锂电池而言，理论上要求循环寿命2000次以上，使用周期7-8年，实际上5年后电池组便严重退化并报废，随着行业的快速发展，将会产生大量的废弃电池；报废的锂电池如若得不到妥善处理，不仅会造成资源浪费，还将对环境造成巨大污染，虽然废旧锂离子电池中不包含干电池和铅酸电池中的汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素，但是其含有六氟磷酸锂(LiPF6)、苯类、酯类化合物，难以被微生物降解；现有技术中，报废锂电池的回收方式主要通过人工拆解的方式将壳体、正负极片进行分离，然后将电池极片作为后续过程湿法冶炼的原料；由于在拆解过程中电解液的挥发性和毒性对人和环境都有极大的危害，针对废锰酸锂电池目前在回收过程中面临的问题，需要进一步的研究和改进废锰酸锂废旧电池的回收工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提出的一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法。一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法，包括如下步骤：步骤一，将废旧锰酸锂电池在密闭式惰性气氛中进行高温煅烧，冷却至20℃～60℃，然后取出剩余物；步骤二，将上述步骤一中的剩余物通过粉碎筛分和磁选后得到锰酸锂粗粉；步骤三，将上述步骤二中的锰酸锂粗粉通过气流分选装置得到碳粉和锰酸锂精粉；步骤四，将上述步骤三中的锰酸锂精粉加入锰源、锂源和添加剂，加入的锰源、锂源和添加剂中的锰元素、锂元素和掺杂离子依次按照摩尔比为2:1～1.08:0～0.1进行配比混合，形成混合物；步骤五，将上述步骤四中的混合物置于氧气气氛中高温烧结得到锰酸锂材料。优选的，所述步骤一中高温煅烧的温度为300℃～650℃，煅烧时间为0.5h～6h。优选的，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、氟化锂和醋酸锂中的一种或一种以上的混合组成。优选的，所述锰源为二氧化锰、四氧化三锰、碳酸锰中的一种或一种以上的混合组成。优选的，所述添加剂为纳米氧化铝、氧化钛和氧化镁中的一种或一种以上的混合组成。优选的，所述步骤五中高温烧结的温度为650℃～1000℃,烧结反应时间4h～20h。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过对废旧锰酸锂电池在密闭环境中进行高温煅烧，方便了尾气处理，解决了废锂电池拆解过程的污染问题，并提高了生产效率，而且后续的生产过程不需要用酸和碱等管控物质，仅通过添加原料和添加剂便可再生得到锰酸锂正极材料，实现了废旧锰酸锂正极材料的综合利用及清洁生产。附图说明图1为扣式电池的0.5C首次充放电曲线示意图；图2为扣式电池性能的循环曲线示意图。具体实施方式实施例1一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法，包括以下步骤：(1)取100只报废的26650型锰酸锂电池，将其投入箱式气氛电阻炉中，封闭进口，通入氮气，气体流量10m3/h，升温至300℃进行高温煅烧，烧结时间为0.5小时，保温2小时后自然降温，待炉膛温度降至20℃后将废锰酸锂电池渣取出；(2)将上述步骤1中的剩余物通过粉碎筛分处理将壳体和粉料进行分离得到锰酸锂粗粉；(3)将步骤2的锰酸锂粗粉通过气流分选装置得到碳粉和锰酸锂精粉；通过分析测定锰酸锂精粉中锰含量56.5％，锂含量3.5％；(4)取100g锰酸锂精粉，加入7.33g电解二氧化锰和1.92g电池级碳酸锂，将其加入到三维混料机进行干法混合，混合时间6小时；(5)将上述步骤4中的混合物置于氧气箱式气氛炉中进行高温烧结得到锰酸锂正极材料，氧气流量5L/min，烧结温度650℃，烧结时间4小时。实施例2一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法，包括以下步骤：(1)取100只报废的26650型锰酸锂电池，将其投入箱式气氛电阻炉中，封闭进口，通入氮气，气体流量10m3/h，升温至500℃进行高温煅烧，烧结时间为3小时，保温2小时后自然降温，待炉膛温度降至40℃后将废锰酸锂电池渣取出；(2)将上述步骤1中的剩余物通过粉碎筛分处理将壳体和粉料进行分离得到锰酸锂粗粉；(3)将步骤2的锰酸锂粗粉通过气流分选装置得到碳粉和锰酸锂精粉；通过分析测定锰酸锂精粉中锰含量56.5％，锂含量3.5％；(4)取100g锰酸锂精粉，加入9.69g电池级碳酸锰、1.92g电池级碳酸锂和1g氧化镁，将其加入到三维混料机进行干法混合，混合时间6小时；(5)将上述步骤4中的混合物置于氧气箱式气氛炉中进行高温烧结得到锰酸锂正极材料，氧气流量5L/min，烧结温度850℃，烧结时间12小时。实施例3一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法，包括以下步骤：(1)取100只报废的26650型锰酸锂电池，将其投入箱式气氛电阻炉中，封闭进口，通入氮气，气体流量10m3/h，升温至650℃进行高温煅烧，烧结时间为6小时，保温2小时后自然降温，待炉膛温度降至60℃后将废锰酸锂电池渣取出；(2)将上述步骤1中的剩余物通过粉碎筛分处理将壳体和粉料进行分离得到锰酸锂粗粉；(3)将步骤2的锰酸锂粗粉通过气流分选装置得到碳粉和锰酸锂精粉；通过分析测定锰酸锂精粉中锰含量56.5％，锂含量3.5％；(4)取100g锰酸锂精粉，加入9.69g电池级碳酸锰、3.43g电池级乙酸锂和2g氧化钛，将其加入到三维混料机进行干法混合，混合时间6小时；(5)将上述步骤4中的混合物置于氧气箱式气氛炉中进行高温烧结得到锰酸锂正极材料，氧气流量5L/min，烧结温度1000℃，烧结时间20小时。结合图1与图2，以本实施例制备的锰酸锂复合材料做正极，以锂片作为负极，采用锰酸锂专用电解液组装2032扣式电池，该扣式电池电压区间为3.0V～4.3V，其放电倍率为0.5C，该扣式电池的0.5C首次充电与放电的曲线如图1所示，该扣式电池性能的循环曲线如图2所示。三元废电池也可以用同等的工艺处理，其中三元是指镍、钴、锰三种元素，由于比例的不同三元有811，622,333,442等比例的三元材料，也可以用本技术实施。以上所述，仅仅是本专利技术的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本专利技术加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本专利技术的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一，将废旧锰酸锂电池在密闭式惰性气氛中进行高温煅烧，冷却至20℃～60℃，然后取出剩余物；/n步骤二，将上述步骤一中的剩余物通过粉碎筛分和磁选后得到锰酸锂粗粉；/n步骤三，将上述步骤二中的锰酸锂粗粉通过气流分选装置得到碳粉和锰酸锂精粉；/n步骤四，将上述步骤三中的锰酸锂精粉加入锰源、锂源和添加剂，加入的锰源、锂源和添加剂中的锰元素、锂元素和掺杂离子依次按照摩尔比为2:1～1.08:0～0.1进行配比混合，形成混合物；/n步骤五，将上述步骤四中的混合物置于氧气气氛中高温烧结得到锰酸锂材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将废旧锰酸锂电池在密闭式惰性气氛中进行高温煅烧，冷却至20℃～60℃，然后取出剩余物；
步骤二，将上述步骤一中的剩余物通过粉碎筛分和磁选后得到锰酸锂粗粉；
步骤三，将上述步骤二中的锰酸锂粗粉通过气流分选装置得到碳粉和锰酸锂精粉；
步骤四，将上述步骤三中的锰酸锂精粉加入锰源、锂源和添加剂，加入的锰源、锂源和添加剂中的锰元素、锂元素和掺杂离子依次按照摩尔比为2:1～1.08:0～0.1进行配比混合，形成混合物；
步骤五，将上述步骤四中的混合物置于氧气气氛中高温烧结得到锰酸锂材料。


2.根据权利要求1所述的一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法，其特征在于：所述步骤一中高温煅烧的温度为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑铁江，蒋国强，曹圣平，陈电华，唐义，蒋华锋，陈佳杰，
申请(专利权)人：宁夏百川新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64