一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，属于废旧电池回收技术领域。包括以下步骤：(1)对废旧锂离子电池充电；(2)对充好电的电池破碎、物料分选获得正极和负极材料混合料；(3)对正极和负极材料混合料高温煅烧；(4)将煅烧料置于水中搅拌，过滤，滤液中加入碳酸钠获得碳酸锂，滤渣为金属单质及其氧化物。本发明专利技术通过充电将部分锂离子转移到负极材料上，然后将正极和负极混合料煅烧，水浸等简单工艺即可回收锂和其它金属。该方法简单有效，适宜大规模生产。适宜大规模生产。适宜大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法


[0001]本专利技术属于废旧电池回收
，更具体地说，涉及一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，安全性好的优点，被广泛应用在3C数码，电动工具及电动汽车上。近几年了随着技术的升级，数码产品更新换代速率加快，锂离子电池使用量逐步增加，同时，随着环保要求加大及动力电池技术的提升，电动汽车产销量迅速增长，带动了锂离子电池大量使用。据统计，仅动力锂离子电池在2020年报废量将达到28万吨，如此规模的的报废量亟需回收处理，这不仅符合环境友好型社会理念，同时也是对资源的最大化利用。
[0003]对废旧锂离子电池的处理大多是回收其中金属元素，在实际中，由于方法的不完善造成工艺复杂，成本高等问题屡见不鲜。当前主流工艺通常是通过还原酸浸将正极材料中的金属全部浸出，然后再根据金属间差异分别采用化学沉淀、萃取等方式依次分离回收。该方法存在工艺复杂、化学试剂消耗大，金属回收率不高等问题。也有研究将锂优选选择性提出，然后再回收其它金属，如，中国专利申请号为：201911120565.2，申请日为：2019年11月15日，专利技术创造名称为：一种从废旧三元正极材料中选择性提锂的方法。该申请案的方法，包括以下步骤：将废旧三元正极材料粉与酸混合，进行一段焙烧，得到一段焙烧产物；将一段焙烧产物与助剂混合，进行二段焙烧，得到二段焙烧产物；将二段焙烧产物放入水中浸出，固液分离得到富锂溶液。采用该申请的技术方案尽管可以优先选择性回收锂，但是焙烧过程中采用大量酸，酸分解需要处理。此外，浸出液中不可避免存在其它有价离子，需进一步分离。因此，提供一种简单高效回收锂的方法具有重要意义。

技术实现思路

[0004]1.要解决的问题
[0005]针对现有从废旧锂离子电池中提锂时，存在工艺复杂、化学试剂消耗大，金属回收率不高的问题，本专利技术提供了一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法。采用本专利技术的技术方案能够有效解决上述问题，且其工艺简单、成本低廉、环境友好，金属的回收率、纯度均较高。
[0006]2.技术方案
[0007]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，包括以下步骤：
[0009](1)对废旧锂离子电池充电；
[0010](2)对充好电的电池进行破碎、物理分选，获得正极和负极材料的混合料；
[0011](3)对正极和负极材料的混合料进行高温煅烧；
[0012](4)将煅烧料置于水中搅拌，过滤，向所得滤液中加入碳酸钠获得碳酸锂，所得滤
渣为金属单质及其氧化物。
[0013]更进一步的，步骤(1)中充电方式为恒流充电，充电截止电压为3.5～4.5V，充电电流为0.05～1C(1C＝180mA/g)。
[0014]更进一步的，步骤(1)中所使用的锂离子电池正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂及多元镍钴基酸锂；其负极材料为碳。
[0015]更进一步的，步骤(3)中，选用回转窑进行煅烧，控制煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为2～5h。
[0016]更进一步的，步骤(3)中，煅烧时控制所述混合料中的碳含量为混合料质量的30％以上，若含量不足，进行补充。
[0017]更进一步的，步骤(2)中，锂离子电池在充满保护气的密闭环境下破碎，保护气选用氮气或氩气；所述物理分选包括依次进行的筛分、磁选和重选。
[0018]更进一步的，步骤(2)中筛分步骤分为粗筛和细筛，粗筛筛孔为0.5～4.75mm，细筛筛孔小于0.25mm；对细筛下物料进行磁选，磁选感应强度为1000Gs；对非磁选物料在风选机上重选，取出隔膜及其它金属物，最终可获得正极材料和负极材料，将两者充分混合均匀即为正极和负极混合料。
[0019]更进一步的，步骤(4)中控制固液比为1:(3～10)，水温为20～90℃，搅拌时间为1～5h。
[0020]3.有益效果
[0021]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0022](1)本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，通过对回收的工艺和操作进行优化设计，具体的，该方法先通过充电将锂离子转移到负极，再将负极和正极材料混匀、煅烧，水浸，沉淀，即可回收锂和镍、钴等其它金属，较传统的还原酸浸、化学沉淀及萃取等处理方式而言，一方面，简化了工艺操作、减少了化学试剂的加入，有利于降低成本、符合环保要求；另一方面，能够显著提高废旧锂离子电池中有价金属的回收率和纯度，保证回收率均高于95％。
[0023](2)本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，通过采用充电的方式将正极材料上的锂离子转移到负极上来，可将部分锂优先分离出来，从而提高锂与其他金属之间的分离效果，简化后续分离步骤，且显著减少了大量的酸碱试剂的添加，有利于降低处理成本。同时，通过控制充电截止电压及充电电流等工艺参数，能够取得较好的锂蓄集效果，从而进一步提高锂与其他金属之间的分离效果。
[0024](3)本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，采用高温煅烧的方式对破碎后的正极和负极混合料进行处理，可将正极材料中的锂和其它金属转化可溶物和不溶物，实现不同金属回收。一方面，可将转移至负极材料中的锂转化为氧化锂分离出来；另一方面，负极的还原作用可将正极材料中未转移出的锂和其它金属分别转为氧化锂和金属单质及其氧化物，从而利于后续分离。同时，通过对煅烧温度和时长进行优化设计，并对混合料中碳含量(碳含量应为混合料质量的30％以上)的优化，从而能够进一步确保煅烧时还原反应充分进行，进而有利于保证所得锂及其他金属的回收率及纯度。
[0025](4)本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，通过充电和还原煅烧两步实现锂与其它金属分离，充电可将部分锂优先从正极材料中分离出来，还原煅烧将
剩余的锂与其它金属分离。同时，对充电后的废旧锂离子电池进行破碎、物理分选时，通过对破碎和物理分选的相关工艺参数进行优化设计，能够有效去除废旧锂离子电池中的隔膜及其他金属物，从而能够大大简化对锂及镍、钴、锰等金属的回收工艺，从而获得目标正极材料和负极材料。
[0026](5)本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，对煅烧完成后的料溶于水中，并通过对水温、搅拌时长等因素进行控制，有利于实现锂与镍、钴、锰等金属的分离及回收效果，进一步保证金属回收率及纯度，且本专利技术的工艺简单、绿色环保，适合推广应用。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0028]本专利技术的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，包括以下步骤：
[0029](1)对废旧锂离子电池充电；
[0030]具体的，本专利技术中选用的锂离子电池，其正极材料为钴酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂及多元镍钴基酸锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对废旧锂离子电池充电；(2)对充好电的电池进行破碎、物理分选，获得正极和负极材料的混合料；(3)对正极和负极材料的混合料进行高温煅烧；(4)将煅烧料置于水中搅拌，过滤，向所得滤液中加入碳酸钠获得碳酸锂，所得滤渣为金属单质及其氧化物。2.根据权利要求1所述的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，其特征在于：步骤(1)中充电方式为恒流充电，充电截止电压为3.5～4.5V，充电电流为0.05～1C(1C＝180mA/g)。3.根据权利要求2所述的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，其特征在于：步骤(1)中所使用的锂离子电池正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂及多元镍钴基酸锂；其负极材料为碳。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，其特征在于：步骤(3)中，选用回转窑进行煅烧，控制煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为2～5h。5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，骆艳华，刘晨，鲍维东，
申请(专利权)人：中钢天源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：