锂电池的回收方法技术

本申请提供一种锂电池的回收方法，包括如下步骤：将锂离子电池拆分获得含有正极材料的第一混合物；将所述第一混合物与助剂混合制得第二混合物，所述助剂包括氯化铵(NH4Cl)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、氯化聚氯乙烯(chlorinated polyvinyl chloride，CPVC)以及有机氯农药中的至少一种；在100至1000转/分钟的条件下球磨所述第二混合物1至12小时得到第一粉末；将所述第一粉末浸入水中并过滤，获得含有锂元素的浸出液，以及，获得含有金属元素的浸出渣。的浸出渣。的浸出渣。

【技术实现步骤摘要】
锂电池的回收方法


[0001]本申请涉及新能源及环保领域，尤其涉及一种锂电池的回收方法。

技术介绍

[0002]随着现代化科技的高速发展，社会能源与环境生态污染等问题日益突出，各种废弃电池对环境及生态的污染问题已经成了社会关注的焦点。而锂离子电池由于容量高、循环性能稳定、工作平台电压高等特点被广泛应用于动力电池和储能电池，未来可能会有大量的锂离子电池被报废，对锂离子电池进行回收具有很高的社会价值。
[0003]然而，目前国内回收废旧锂离子电池的技术路线仍存在缺陷，处理废旧锂离子电池电极活性材料的主流方式为酸性还原浸出得到含有Li
+
、Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
、Al
3+
和Fe
3+
等离子的浸出液，沉淀以去除铁铝金属然后调节pH值分别得到单一金属的沉淀物或镍钴锰前驱体，最后得到Li2CO3。如中国专利CN104538695A公布的“镍钴锰酸锂电池中回收有价金属并制备镍钴锰酸锂的方法”利用酸浸出法回收镍钴锰酸锂废旧电池中的有价金属，先用无机酸浸出电极活性材料得到浸出液，沉淀以去除铁铝金属，然后加碱控制不同的pH值得到单一金属对应的沉淀物，最后进行锂的回收，该方法实现了对废旧三元锂离子电池的回收，但存在回收产品纯度不高的问题，且酸浸出过程中产生不易降解的无机酸废水造成二次污染。又如中国专利CN201810834647.2公布的“一种废旧锂离子电池正极粉料的回收方法”，利用无机酸和双氧水浸出废旧锂离子电池负极材料，然后采用沉淀法净化除杂，最后采用萃取剂萃取分离得到镍盐、钴盐和锰盐，该方法实现了对废旧三元锂离子电池的回收，但采用萃取分离镍钴锰增大会生产成本，无法避免锰钴深度分离所带来的流程长、效率低的问题。
[0004]如何提升锂元素的回收率，是本领域技术人员需要考虑的。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的问题，本申请提供一种工艺简单、锂元素回收率高的锂电池的回收方法。
[0006]本申请实施例提供一种锂电池的回收方法，包括如下步骤：
[0007]将锂离子电池拆分获得含有正极材料的第一混合物；
[0008]将所述第一混合物与助剂混合制得第二混合物，所述助剂包括氯化铵(NH4Cl)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、氯化聚氯乙烯(chlorinated polyvinyl chloride，CPVC)以及有机氯农药中的至少一种；
[0009]在100至1000转/分钟的条件下球磨所述第二混合物1至12小时得到第一粉末；以及
[0010]将所述第一粉末浸入水中并过滤，获得含有锂元素的浸出液，以及，获得含有金属元素的浸出渣。
[0011]在一种可能的实施方式中，所述第二混合物中，所述正极材料与所述助剂的质量
比范围为5:8至5:10。
[0012]在一种可能的实施方式中，球磨所述第二混合物的条件为，球磨转速范围为400至500转。
[0013]在一种可能的实施方式中，球磨所述第二混合物的条件为，球磨时间范围为2至6小时。
[0014]在一种可能的实施方式中，对所述第一粉末进行浸泡过程中，浸泡时间范围为20至60分钟，第一粉末的质量与浸泡液的固液比范围为20至200g/L。
[0015]在一种可能的实施方式中，第一粉末的质量与浸泡液的固液比范围为60至80g/L。
[0016]在一种可能的实施方式中，还包括如下步骤：
[0017]将所述浸出液的pH值调节为3至5，进行固液分离处理获得第一除杂液；
[0018]将所述第一除杂液的pH值调节至8至10，向所述第一除杂液中添加除杂剂，进行固液分离获得富锂净化液；以及
[0019]对所述富锂净化液进行沉淀处理，获得含锂沉淀物。
[0020]在一种可能的实施方式中，所述除杂剂包括Na2S、K2S、NaHS、H2S、BaS中的至少一种。
[0021]在一种可能的实施方式中，还包括如下步骤：
[0022]对所述浸出渣进行酸浸处理，获得富金属液；
[0023]向所述富金属液中加入沉淀剂获得金属沉淀物。
[0024]在一种可能的实施方式中，所述正极材料占所述第一混合物的质量的至少10％。
[0025]相比于现有技术，本申请的锂电池的回收方法至少具备如下有益效果：
[0026](1)通过将正极材料与助剂在所述温度下进行焙烧，使材料的层状结构发生变化，使锂从层状结构中脱嵌而出，转变成易溶于水的氧化锂或锂盐，从而可以选择性地控制正极材料的物相，通过水浸手段，实现锂的选择性分离，提升锂的提取率。
[0027](2)无需对锂及其他金属分别进行回收，且工艺简单，工艺重复性好，适用于工业放大生产。
[0028](3)处理过程无有害化气体生成，无需保护气氛、反应终点容易控制。且，锂的选择性分离效果好，焙烧过程中所用助剂廉价易得，性质稳定，可大幅降低对生产设备的要求以及整个回收过程的生产成本。
[0029](4)适于形成闭路流程，不会产生二次污染，兼顾环保和经济效益、工艺简单、生产成本低，适合大规模的工业化生产。
[0030](5)通过助剂辅助机械球磨混合粉料中的锂预先转化为锂盐产品，而其他金属元素例如镍、钴和锰元素为氧化物，通过后续酸浸获得含镍、钴和锰等离子的溶液。含镍、钴和锰等离子的溶液通过净化除杂后直接制备镍钴锰前驱体，实现有价元素的短流程高价值回收与再生。
附图说明
[0031]图1为本申请实施例的锂电池的回收方法的流程示意图。
[0032]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
[0033]以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而，本申请可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整，并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
[0034]本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本申请。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件，组件和/或其群组。
[0035]除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
[0036]以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：将锂离子电池拆分获得含有正极材料的第一混合物；将所述第一混合物与助剂混合制得第二混合物，所述助剂包括氯化铵(NH4Cl)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、氯化聚氯乙烯(chlorinated polyvinyl chloride，CPVC)以及有机氯农药中的至少一种；在100至1000转/分钟的条件下球磨所述第二混合物1至12小时得到第一粉末；以及将所述第一粉末浸入水中并过滤，获得含有锂元素的浸出液，以及，获得含有金属元素的浸出渣。2.如权利要求1所述的锂电池的回收方法，其特征在于，所述第二混合物中，所述正极材料与所述助剂的质量比范围为5:8至5:10。3.如权利要求1所述的锂电池的回收方法，其特征在于，球磨所述第二混合物的条件为，球磨转速范围为400至500转。4.如权利要求1所述的锂电池的回收方法，其特征在于，球磨所述第二混合物的条件为，球磨时间范围为2至6小时。5.如权利要求1所述的锂电池的回收方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥，方秀利，朱玲玲，张刚，蒋良兴，薛济萍，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：