System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种锂资源的回收方法和应用技术_技高网

一种锂资源的回收方法和应用技术

技术编号:41103005 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-25 13:58
本发明专利技术提供了一种锂资源的回收方法和应用。本发明专利技术锂资源的回收方法,将含锂材料加入硫酸盐电解液中,施加电压,进行电解提锂反应后固液分离,得到磷酸铁和含锂溶液,向所述含锂溶液中加入沉淀剂,反应后得到锂沉淀产品,所述含锂材料包括磷酸铁锂。含锂材料包括磷酸铁锂,可以实现磷酸铁锂中锂的高效选择性回收,通过原位电化学氧化廉价的硫酸盐为过硫酸盐,生成的过硫酸盐从而氧化磷酸铁锂生成磷酸铁,并释放锂离子至溶液中。本发明专利技术还提供了锂资源的回收方法在废旧锂离子电池处理中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池,具体涉及一种锂资源的回收方法和应用


技术介绍

1、磷酸铁锂(lifepo4)作为近来新开发的锂离子电池电极材料,主要用于动力锂离子电池,作为正极活性物质使用,具有放电容量大,价格低廉,无毒性,不造成环境污染等优点。随着锂电池的广泛使用,锂电池已大量进入失效、回收阶段,如何回收锂电池和资源化循环利用已成为社会普遍关注的问题。回收处理锂电池不仅可以解决废旧电池所带来的一系列环境问题,而且对电池中贵金属进行了回收利用,能有效缓解资源的紧缺。

2、相关技术中,有研究人员将磷酸铁锂作为正极,金属或碳类电极作为负极,水性溶液作为电解质,施加电势使锂电池正极材料中的锂离子迁入电解质水溶液中形成含锂溶液,锂的迁出率达到90%以上。但该方法需要将失效的磷酸铁锂废料重新涂布在极片上,工序较为复杂。还有研究人员将磷酸铁锂废料加入到水溶液里,同时加入氧化剂(过硫酸盐、臭氧、氧气、次氯酸盐、过氧化氢)并进行搅拌,磷酸铁锂与氧化剂发生反应生成磷酸铁,锂离子则进入到溶液中,从而得到纯净的含锂溶液与磷酸铁固体。但该工艺所需的氧化剂价格昂贵,从而增加了工艺成本。

3、因此,仍需开发一种新的锂资源的回收方法。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此,本专利技术提供了一种锂资源的回收方法,该方法所需的试剂原料价格低廉,工艺成本低。

2、本专利技术还提供了一种锂资源的回收方法在废旧锂离子电池处理中的应用。

3、本专利技术的第一方面提供了一种锂资源的回收方法,包括以下步骤:将含锂材料加入硫酸盐电解液中,施加电压,进行电解提锂反应后固液分离,得到磷酸铁和含锂溶液,向所述含锂溶液中加入沉淀剂,反应后得到锂沉淀产品。

4、本专利技术关于锂资源的回收方法中的一个技术方案,至少具有以下有益效果:

5、本专利技术锂资源的回收方法中,将含锂材料加入硫酸盐电解液中,硫酸盐电解液的作用包括两个方面,一方面,提供硫酸盐氧化为过硫酸盐的原料;另一方面,可以充电电解液溶质,起到导电,以及促进电荷转移的作用。

6、如果不是通过原位电化学氧化硫酸盐为过硫酸盐,而是直接加入过硫酸盐,虽然也可以提锂。然而,首先,锂的浸出率不如原位电化学氧化的效果好;其次,过硫酸盐相比于硫酸盐价格昂贵,工艺成本高;再者,本专利技术锂资源的回收方法,硫酸盐首先被电氧化为过硫酸盐,其次过硫酸盐与磷酸铁锂反应,又生产了硫酸盐,实现了循环利用。

7、本专利技术锂资源的回收方法中,含锂材料包括磷酸铁锂,可以实现磷酸铁锂中锂的高效选择性回收,通过原位电化学氧化廉价的硫酸盐为过硫酸盐,生成的过硫酸盐从而氧化磷酸铁锂生成磷酸铁,并释放锂离子至溶液中。

8、本专利技术锂资源的回收方法,节省了运输成本,没有化学品的储存危险,硫酸根能够循环使用。

9、根据本专利技术的一些实施方式,所述含锂材料包括三元锂。

10、根据本专利技术的一些实施方式,所述含锂材料包括磷酸铁锂、锰酸锂和钴酸锂中的至少一种。

11、根据本专利技术的一些实施方式,所述含锂材料还可以包括含锂的矿物及废渣。

12、根据本专利技术的一些实施方式,所述磷酸铁锂为磷酸铁锂粉末。

13、根据本专利技术的一些实施方式,所述硫酸盐电解液的浓度≥0.1mol/l。

14、根据本专利技术的一些实施方式,所述硫酸盐电解液的浓度为0.1mol/l~4mol/l。

15、根据本专利技术的一些实施方式,所述硫酸盐电解液包括硫酸钠电解液、硫酸钾电解液、硫酸铵电解液和硫酸锂电解液中的至少一种。

16、根据本专利技术的一些实施方式,所述硫酸盐电解液包括可溶性硫酸盐电解液。

17、可溶性硫酸盐均可,由于铵离子的存在可以在一定程度上抑制阳极产氧的反应,由此,硫酸铵效果最好。

18、除了硫酸盐电解液以外,其他容易发生电化学氧化的活性物种,如各种卤素盐,也同样适用。

19、根据本专利技术的一些实施方式,所述电压≥2v。

20、根据本专利技术的一些实施方式,所述电压的大小为2v~36v。

21、根据本专利技术的一些实施方式,所述电压的大小为2v~15v。

22、根据本专利技术的一些实施方式,所述电压的大小为2v~10v。

23、根据本专利技术的一些实施方式,所述电压的大小为2.1v~10v。

24、根据本专利技术的一些实施方式,所述电压的大小为3v~10v。

25、根据本专利技术的一些实施方式,所述电解提锂反应的电极为金属电极或碳类电极。

26、根据本专利技术的一些实施方式,所述电解提锂反应的过程中,进行搅拌处理。

27、根据本专利技术的一些实施方式,所述沉淀剂包括磷酸盐和碳酸盐中的至少一种。

28、根据本专利技术的一些实施方式,所述沉淀剂包括常用的盐,如铵盐、钠盐、钾盐。与硫酸盐保持一致即可,由此,能更好的保证溶液中的阳离子种类比较少,锂沉淀时不容易引进杂质。

29、根据本专利技术的一些实施方式,所述磷酸盐包括磷酸铵、磷酸钠和磷酸钾中的至少一种。

30、根据本专利技术的一些实施方式,所述碳酸盐包括碳酸铵、碳酸钠和碳酸钾中的至少一种。

31、本专利技术的第二方面提供了锂资源的回收方法在废旧锂离子电池处理中的应用。

32、本专利技术关于锂资源的回收方法在废旧锂离子电池处理中的应用中的一个技术方案,至少具有以下有益效果:

33、本专利技术的锂资源回收方法,无需昂贵的设备和复杂的过程控制,反应条件不苛刻,原料易得,生产成本低,容易工业化生产。

34、本专利技术的第三方面提供了锂资源的回收装置,该回收装置包括电浸出池以及与所述电浸出池相连通的沉淀池。

35、本专利技术关于锂资源的回收装置中的一个技术方案,至少具有以下有益效果:

36、本专利技术的锂资源回收装置,设备简单,没有复杂的过程控制,反应条件不苛刻,生产成本低,容易大规模推广。

37、电浸出池中,将含锂材料加入硫酸盐电解液中,施加电压,进行电解提锂反应后固液分离,得到磷酸铁和含锂溶液,向所述含锂溶液中加入沉淀剂,反应后得到锂沉淀产品,所述含锂材料包括磷酸铁锂。

38、沉淀池中,主要为含锂溶液,向所述含锂溶液中加入沉淀剂,反应后得到锂沉淀产品,所述含锂材料包括磷酸铁锂。

39、当含锂材料为磷酸铁锂时,硫酸盐首先被电氧化为过硫酸盐,过硫酸盐与磷酸铁锂反应,又生产了硫酸盐,硫酸盐回流入电浸出池中,实现了原料的循环利用。

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【技术保护点】

1.一种锂资源的回收方法,其特征在于,包括以下步骤:将含锂材料加入硫酸盐电解液中,施加电压,进行电解提锂反应后固液分离,得到磷酸铁和含锂溶液,向所述含锂溶液中加入沉淀剂,反应后得到锂沉淀产品。

2.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述硫酸盐电解液的浓度≥0.1mol/L。

3.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述硫酸盐电解液包括硫酸钠电解液、硫酸钾电解液、硫酸铵电解液和硫酸锂电解液中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述电压≥2V。

5.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述电解提锂反应的电极为金属电极或碳类电极。

6.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述电解提锂反应的过程中,进行搅拌处理。

7.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述沉淀剂包括磷酸盐和碳酸盐中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的回收方法,其特征在于,所述磷酸盐包括磷酸铵、磷酸钠和磷酸钾中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的回收方法,其特征在于,所述碳酸盐包括碳酸铵、碳酸钠和碳酸钾中的至少一种。

10.如权利要求1至9中任一项所述的回收方法在废旧锂离子电池处理中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种锂资源的回收方法,其特征在于,包括以下步骤:将含锂材料加入硫酸盐电解液中,施加电压,进行电解提锂反应后固液分离,得到磷酸铁和含锂溶液,向所述含锂溶液中加入沉淀剂,反应后得到锂沉淀产品。

2.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述硫酸盐电解液的浓度≥0.1mol/l。

3.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述硫酸盐电解液包括硫酸钠电解液、硫酸钾电解液、硫酸铵电解液和硫酸锂电解液中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述电压≥2v。

5.根据权利要求1所述的回收方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈洪娄向阳
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

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