一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法，涉及电池技术领域；该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法


[0001]本专利技术属于电池
，具体是一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法
。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为绿色环保新能源，具有可靠性好，安全性高，体积小，重量轻等优点，目前已经被广泛的应用于数码类产品
、
电动汽车
、
军工产品等领域
。
随着锂离子电池的持续使用，其必然会产生废旧的锂离子电池
。
废旧锂离子电池的内部含有较多的有价金属元素，因此废旧锂离子电池具有一定的回收价值
。
[0003]相关技术中公开了一种锂离子电池废旧电解液的回收方法，包括以下步骤：
S1、
制备含锂氟渣；
S2、
将含锂氟渣与水制浆后，加入浸出剂，使含锂氟渣中的锂溶于水中，过滤，得到粗制锂溶液；
S3、
用碱试剂调节
pH
值去除粗制锂溶液中的杂质，得到精制锂溶液；
S4、
在精制锂溶液中加入碳酸盐进行沉淀，得到粗制碳酸锂
。
上述回收方法的回收效率较低
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题和缺陷的至少一个方面
。
[0005]具体如下，本专利技术第一方面公开了一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法，包括以下步骤：
[0006]S1、
还原：
[0007]将废旧三元锂电池正极材料和还原剂混合后焙烧，制得焙烧产物；
[0008]S2、
水浸：
[0009]将焙烧产物和水混合水浸，固液分离；收集液相，得第一液相；
[0010]S3、
除杂：
[0011]将第一液相
、
金属萃取剂和
pH
调节剂混合后萃取；萃取后分离得到含锂水相；
[0012]S4、
沉锂：
[0013]将含锂水相和碳酸盐混合后，制得碳酸锂；
[0014]所述金属萃取剂包括以下制备原料：
[0015]丙烯酸酯聚合物和
P204
；
[0016]所述丙烯酸酯聚合物包括以下重量份数的制备原料：
[0017]100
份丙烯酸异丁酯
、1
份～2份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯
、3
份～4份3‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
‑2‑
丙烯酸丙酯
、10
份～
20
份四烯丙基硅酸酯
、
正丁醇
50
份～
70
份和
0.1
份～5份过氧化苯甲酰
。
[0018]根据本专利技术方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
[0019]本专利技术先通过高温还原焙烧，将三元材料中部分金属元素还原成金属；同时将废旧三元锂电池正极材料中的有机杂质部分分解为小分子进行去除；
[0020]通过采用水对焙烧产物浸出，实现了锂的浸出；再采用金属萃取剂进行萃取实现含锂水相的进一步提纯；最后再采用碳酸盐将锂沉淀，从而形成高纯的碳酸锂；从而实现锂的回收利用
。
[0021]本专利技术的方法简化各类金属的分离和提取的工艺流程，减少金属元素的分离和提取所需消耗的试剂，降低回收成本且制得了高纯的碳酸锂
。
[0022]本专利技术的金属萃取剂采用丙烯酸酯聚合物和
P204
制成；丙烯酸酯聚合物中含苯基和含硅基团等亲油基团，从而能对
P204
液相萃取剂进行有效吸附，从而提升液相萃取剂的稳定性；进一步提升萃取效率
。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S1
中所述还原剂为生物炭
。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述生物炭和所述废旧三元锂电池正极材料的质量比为1：
10
～
20。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S1
中所述焙烧的温度为
600℃
～
900℃。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S1
中所述焙烧的气氛为还原性气氛
。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述还原性气氛中包括氢气
。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述还原性气氛中氢气的体积分数为
10
％～
12
％
。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述焙烧的时间为
3h
～
6h。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S2
中所述焙烧产物和所述水的质量体积比为
1g
：
20mL
～
30mL。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S2
中所述水浸的温度为
70℃
～
90℃。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S2
中所述水浸的时间为
2h
～
3h。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S3
中所述金属萃取剂和第一液相的质量体积比为
1g
：
10mL
～
20mL。
[0034]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S3
中加入
pH
调节剂控制
pH
为3～
4。
[0035]根据本专利技术的一些实施方式，所述金属萃取剂的制备方法，包括以下步骤：
[0036]将丙烯酸酯聚合物和
P204
混合处理
12h
～
13h
；固液分离，收集固相
。
[0037]根据本专利技术的一些实施方式，所述丙烯酸酯聚合物和
P204
的质量比为1：2～
10。
[0038]根据本专利技术的一些实施方式，所述丙烯酸酯聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0039]S01、
将丙烯酸异丁酯
、
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯
、3
‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
‑2‑
丙烯酸丙酯
、
四烯丙基硅酸酯和正丁醇混合后，制得第一混合物；
[0040]S02、
再将第一混合物和过氧化苯甲酰混合反应
。
[0041]根据本专利技术的一些实施方式，步骤
S01
中所述混合的温度为
100℃
～
110℃。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种废旧三元锂电池正极材料回收碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
还原：将废旧三元锂电池正极材料和还原剂混合后焙烧，制得焙烧产物；
S2、
水浸：将焙烧产物和水混合水浸，固液分离；收集液相，得第一液相；
S3、
除杂：将第一液相
、
金属萃取剂和
pH
调节剂混合后萃取；萃取后分离得到含锂水相；
S4、
沉锂：将含锂水相和碳酸盐混合后，制得碳酸锂；所述金属萃取剂包括以下制备原料：丙烯酸酯聚合物和
P204
；所述丙烯酸酯聚合物包括以下重量份数的制备原料：
100
份丙烯酸异丁酯
、1
份～2份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯
、3
份～4份3‑
(4
‑
甲氧基苯基
)
‑2‑
丙烯酸丙酯
、10
份～
20
份四烯丙基硅酸酯
、
正丁醇
50
份～
70
份和
0.1
份～5份过氧化苯甲酰
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
S1
中所述还原剂为生物炭
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜群轩，张义铭，谭群英，
申请(专利权)人：长沙金凯循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：