一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法技术

本发明专利技术提供了一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法，包括以下步骤：将氯化胆碱、草酸与添加剂混合，得到低共熔溶剂，其中，添加剂为水或无水乙醇；将钴酸锂电池正极与低共熔溶剂混合后搅拌浸出，静置后分离，得到草酸锂沉淀和含钴滤液；收集草酸锂，并对含钴滤液中的钴进行回收。本发明专利技术方法通过一次浸出即可将锂转变为钴酸锂沉淀进行回收，工艺简单，操作方便。方便。方便。

【技术实现步骤摘要】
一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法


[0001]本专利技术涉及资源回收
，更具体地讲，涉及一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法。

技术介绍

[0002]目前，废旧钴酸锂电池正极材料的回收方法主要有火法和湿法。由于火法回收存在操作温度高，能耗大，对设备要求高，易产生有害气体等缺点，因此，湿法回收越来越受到人们的关注。
[0003]例如，公开号为CN111074075A公开了一种利用低共熔溶剂回收废旧钴酸锂电池正极材料中钴、锂的方法，通过低共熔溶剂将钴和锂浸出后，再分别将钴和锂进行沉淀处理，得到草酸锂和草酸钴。该法具有使用材料来源广、成本低，容易获得的优点，但该法是将钴和锂浸出后再分别对其进行处理，仍然存在工艺流程长的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种工艺操作简单、流程短的回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法。
[0005]本专利技术提供了一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法，可以包括以下步骤：将氯化胆碱、草酸与添加剂混合，得到低共熔溶剂，其中，添加剂可以为水或无水乙醇；将钴酸锂电池正极与低共熔溶剂混合后搅拌浸出，静置后分离，得到草酸锂沉淀和含钴滤液；收集草酸锂，并对含钴滤液中的钴进行回收。
[0006]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，氯化胆碱、草酸与添加剂的摩尔比可以为(1～3):1:(1～4)。
[0007]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，对含钴滤液中的钴进行回收可以包括：将去离子水与含钴滤液进行混合，搅拌后分离，得到含钴沉淀。
[0008]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，去离子水与含钴滤液的体积比可以为(1～3):1。
[0009]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，还可以包括得到草酸锂沉淀后利用低共熔溶剂对草酸锂进行清洗，干燥后收集草酸锂。
[0010]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，钴酸锂电池正极与低共熔溶剂的固液比可以为(5～35)g:1L。
[0011]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，搅拌浸出的温度可以为90℃～120℃，搅拌转速可以为300r/min～500r/min。
[0012]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，得到低共熔溶剂可以包括：将氯化胆碱、草酸与添加剂混合后，在60℃～80℃，200r/min～400r/
min的搅拌速度下均匀混合，得到低共熔溶剂。
[0013]在本专利技术回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，搅拌浸出的时间可以为120min～360min。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包含以下中的至少一项：
[0015](1)本专利技术方法通过一次浸出即可将锂转变为钴酸锂沉淀进行回收，工艺简单，操作方便；
[0016](2)本专利技术方法所使用的原料价廉易得、成本低；
[0017](3)本专利技术低共熔溶剂制备简单、黏度低、物理化学性质稳定、对金属氧化物溶解性强；
[0018](4)本专利技术低共熔溶剂无毒可降解，可循环使用，减少了废物的排放和锂的损失，实现了清洁流程的目标，环境友好；
[0019](5)本专利技术方法温度低、时间短，浸出过程无污染，操作环境好，易于控制和放大生产。
附图说明
[0020]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0021]图1为示例1回收得到的草酸锂XRD图。
[0022]图2为示例1回收得到的草酸钴XRD图。
[0023]图3为不同浸出温度与浸出率的对应关系图。
具体实施方式
[0024]在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本专利技术的一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法。
[0025]本专利技术的一方面提供了一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法。在本专利技术的回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法的一个示例性实施例中，可以包括以下步骤：
[0026]S101，将氯化胆碱、草酸与添加剂混合，得到低共熔溶剂，其中，添加剂可以为水或无水乙醇；
[0027]S102，将钴酸锂电池正极与低共熔溶剂混合后搅拌浸出，静置后分离，得到草酸锂沉淀和含钴滤液；
[0028]S103，收集草酸锂，并对含钴滤液中的钴进行回收。
[0029]以上，本专利技术通过氯化胆碱、草酸与添加剂(水或无水乙醇)的相互配合，能够在浸出静置后让锂元素生成草酸锂(Li2C2O4)而析出，同时让钴元素不形成草酸钴而不析出，创新性地实现了通过一次浸出将锂沉淀而不沉淀钴，完成了锂与钴的分离回收，同时也创新性的实现了先将锂沉淀出来后再回收钴的回收顺序，实现了在短流程下对锂和钴的回收。
[0030]具体来讲，传统湿法中，钴酸锂电池或者其它锂电池(NCM、LMO等)的回收顺序都是先将钴或其它有价金属分离出溶液，然后再将含锂溶液进行蒸发浓缩后，锂以碳酸锂形式得到，但该过程只适用于水溶液中，且蒸发浓缩耗能高，易造成空气污染。对于离子液体低共熔溶剂，其成分为有机物，蒸发浓缩不适用于在低共熔溶剂体系中锂的回收，对于采用低
共熔溶剂回收锂仍然是一个难题。而本专利技术创新性的实现了先将锂沉淀的顺序，不仅流程短，绿色，还将减少蒸发浓缩的步骤，耗能低，为绿色溶剂低共熔溶剂在锂离子电池回收领域提供了新的发展方向。
[0031]其原理是，氯化胆碱
‑
草酸对于有价金属具有溶解度高、还原能力强、环境友好等特点，非常适用于电池回收行业，添加剂水或无水乙醇的加入降低了溶剂的黏度，使浸出过程能够实现并更加迅速，且黏度的降低使锂沉淀析出。浸出过程中，草酸首先将钴酸锂中的三价钴还原为二价钴，使钴酸锂溶解进入溶液中；其次，在溶液中草酸提供的草酸根离子与锂离子形成沉淀，而钴离子则与绿化胆碱提供的氯离子形成配位能力更强的四氯合钴配阴离子([CoCl4]2‑
)，将钴固定在了溶液中，实现了锂元素的单独分离。
[0032]进一步地，所述草酸可以为无水草酸。若使用二水合草酸，并不能通过浸出而静置而直接得到草酸锂沉淀。
[0033]进一步地，氯化胆碱、草酸与添加剂的摩尔比可以为(1～3):1:(1～4)。在上述摩尔比范围内，能够让锂元素生成草酸锂而析出，同时让钴元素不形成草酸钴而不析出。对于添加剂的含量而言，若添加剂的含量过高，草酸钴会被析出，不能实现锂与钴的分离；若添加剂的含量过低，无法生成草酸锂。例如，氯化胆碱、草酸与添加剂的摩尔比可以为2:1:2或者2:1:3等。
[0034]进一步地，对含钴滤液中的钴进行回收可以是现有的常规方法，优选地，可以是以下方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：将氯化胆碱、草酸与添加剂混合，得到低共熔溶剂，其中，添加剂为水或无水乙醇；将钴酸锂电池正极与低共熔溶剂混合后搅拌浸出，静置后分离，得到草酸锂沉淀和含钴滤液；收集草酸锂，并对含钴滤液中的钴进行回收。2.根据权利要求1所述的回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法，其特征在于，氯化胆碱、草酸与添加剂的摩尔比为(1~3):1:(1~4)。3.根据权利要求1或2所述的回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法，其特征在于，对含钴滤液中的钴进行回收包括：将去离子水与含钴滤液混合，搅拌后分离，得到含钴沉淀。4.根据权利要求3所述的回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法，其特征在于，去离子水与含钴滤液的体积比为(1~3):1。5.根据权利要求1、2或4所述的回收钴酸锂电池正极材料中锂和钴的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汝娟坚，程明强，华一新，王丁，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：