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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池回收领域,尤其涉及一种三元锂离子电池回收镍钴锰的方法。
技术介绍
1、锂离子动力电池是新能源车的核心部件,而随着新能源车的快速发展,锂离子动力电池的保有量迅速提升。与此同时,废旧锂离子电池的回收也受到广泛的关注,尤以废旧三元锂离子电池回收最受关注,使得废旧三元锂离子电池资源化进入发展快车道。
2、目前回收废旧锂离子电池的有价金属主要有湿法和火法,湿法工艺通常是将废旧电池正极酸浸或者碱浸,再经过多级萃取、沉淀、过滤等过程,得到单一金属产品,但是湿法回收工艺产生的废水量大且处理成本高,限制了湿法工艺的应用;火法工艺对原料要求低,能大批量处理废旧电池原料,得到金属混合物或者金属合金,但是火法工艺高耗能,废气产生量大。传统火法与湿法相结合一般是先火法煅烧将金属还原,再用湿法将金属分离,生产成本较高。
技术实现思路
1、基于此,本专利技术的目的在于,提供一种废旧三元锂电池正极片中有价金属的高效回收方法,通过湿法和火法的结合,实现镍钴锰的高效回收,以及对正极材料的碳导电剂和集流体铝箔充分利用。
2、一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,包括以下步骤:
3、对废旧电池进行拆解,分离出正极;
4、将所述正极加入过磷酸钙酸浸,过滤后得到浸出渣和浸出液;
5、将所述浸出渣与熔融盐混合进行一次煅烧,得到一次煅烧渣;
6、将所述一次煅烧渣水洗、烘干,进行二次煅烧,得到正极前驱体材料。
7、
8、作为一种优选方案,所述熔融盐包括氯化锂、氢氧化锂、碳酸锂、氯化钠、氯化钙或碳酸钠中的一种或多种,在高温下熔融盐能溶解浸出渣,使其成为成为离子熔体,在此过程中形成新的晶体结构。
9、作为一种优选方案,所述浸出渣与熔融盐的质量比为1:1-3,熔融盐用量过低,则需要煅烧的时间较长,使用量过高,后续分离难道大。
10、作为一种优选方案,所述一次煅烧温度为1000-1600℃,时间为2-10h,煅烧温度过低、时间过短,不能达到煅烧效果,镍钴锰金属不能完全形成晶体;煅烧温度过高、时间过长,煅烧效果无明显提升。
11、作为一种优选方案,所述二次煅烧温度为600-800℃,时间为2-4h,煅烧温度过低、时间过短,不能达到煅烧效果,杂质清除不完全,煅烧温度过高、时间过长,煅烧效果无明显提升。
12、作为一种优选方案,所述浸出渣和一次煅烧渣还需要粉碎、研磨,研磨粉碎后能减少煅烧时间。
13、作为一种优选方案,所述浸出渣和一次煅烧渣粉碎研磨至30-60目,粒径过大需要增加煅烧时间,粒径过小则研磨时间较长,都不利于生产。
14、作为一种优选方案,所述一次煅烧渣在含氧气气氛下进行二次煅烧,在含氧气气氛下,一次煅烧渣中残余的碳会被氧化,生成二氧化碳并释放,使得生成的前驱体材料蓬松多孔,增大比表面积;同时使铝氧化为氧化铝包覆于前驱体表面,避免与电解液直接接触,能提高材料的循环性能。
15、本专利技术通过湿法和火法结合,首先将正极材料的锂浸出分离,过滤后得到含镍钴锰铝的浸出渣;由于锂离子电池在循环过程中晶体结构会逐渐混乱,导致循环性能下降,最终报废,所以将浸出渣研磨粉碎,与熔融盐混合进行一次煅烧,此时,镍钴锰在高温煅烧下以离子态重新形成晶体结构,得到一次煅烧渣;最后,将一次煅烧渣粉碎、研磨、水洗、过滤,除去多余的熔融盐,再进行二次煅烧,二次煅烧主要是除杂,浸出渣中除了镍钴锰,还会有正极材料中导电碳,集流体铝箔,在含氧气气氛下,导电碳以二氧化碳形式释放,铝箔以氧化铝形式包覆于前驱体表面,不仅使得前驱体材料疏松多孔,而且氧化铝的表面包覆还能起到保护作用。本专利技术通过湿法和火法的结合,实现了废旧三元锂离子电池的资源化利用,镍钴锰合成新的前驱体,导电碳使前驱体形成多孔状,铝箔包覆于前驱体起到保护作用。
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1.一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述熔融盐包括氯化锂、氢氧化锂、碳酸锂、氯化钠、氯化钙或碳酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述浸出渣与熔融盐的质量比为1:1-3。
4.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述一次煅烧温度为1000-1600℃,时间为2-10h。
5.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述二次煅烧温度为600-800℃,时间为2-4h。
6.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述浸出渣和一次煅烧渣还需要粉碎,研磨。
7.根据权利要求6所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述浸出渣和一次煅烧渣粉碎研磨至30-60目。
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【技术特征摘要】
1.一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述熔融盐包括氯化锂、氢氧化锂、碳酸锂、氯化钠、氯化钙或碳酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述浸出渣与熔融盐的质量比为1:1-3。
4.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池正极材料的回收有价金属的方法,其特征在于,所述一次煅烧温度为1000-1600℃,时间为2-10h。
【专利技术属性】
技术研发人员:何天渔,赵君风,冯志伟,张国权,
申请(专利权)人:江门市长优实业有限公司,
类型:发明
国别省市:
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