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CN116253339A - 一种三元锂离子电池的回收方法 - Google Patents

一种三元锂离子电池的回收方法 Download PDF

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CN116253339A CN202310136795.8A CN202310136795A CN116253339A CN 116253339 A CN116253339 A CN 116253339A CN 202310136795 A CN202310136795 A CN 202310136795A CN 116253339 A CN116253339 A CN 116253339A
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Abstract

本发明提供一种三元锂离子电池的回收方法，属于电池领域，包括：将电池破碎后加热反应，通过负压收集冷凝的电解液，得到固态物料进行一段和二段焙烧；用水浸出后过滤得锂溶液和含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣；锂溶液除杂、浓缩结晶得电池级氢氧化锂；含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，加入酸；向溶液中加入铁粉除铜；用HBL110萃取镍钴，再用P204萃取，溶液经过浓缩结晶得精制硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴；向萃取后的萃取余液中加入氯酸钠，将二价铁氧化为三价铁，然后用碱调，过滤得含铁锂的渣和含钙镁的锰溶液；用C272萃取锰溶液中的锰，反萃后得硫酸锰或氯化锰溶液，浓缩结晶得电池级硫酸锰或电池用氯化锰。

Description

一种三元锂离子电池的回收方法
技术领域
本发明属于电池制造领域，具体涉及一种三元锂离子电池的回收方法。
背景技术
三元锂离子电池是指使用三种镍钴锰过渡金属氧化物作为正极材料的二次锂离子电池。它完全结合了钴酸锂循环的良好性能,镍酸锂的高比容量以及锰酸锂的高安全性和低成本,是通过混合,掺杂,涂覆和表面改性的方法合成镍的在分子水平上具有多种元素(例如钴和锰)的复合锂插层氧化物。它是已被广泛研究和应用的可再充电锂离子电池。
锂离子电池寿命是指在使用一段时间后,电池容量分解为标称容量的70％,可以视为使用寿命的终点。在工业上,循环寿命通常由锂离子电池充满和放电时的循环次数来计算。在使用过程中,锂离子电池内部将发生不可逆的电化学反应,这将导致容量降低,例如电解质击穿,活性材料失活,正负电极结构崩溃以及内部和外部锂离子数量的减少。三元锂离子电池的理论寿命约为800次循环,这是商用可充电锂离子电池中的平均寿命。使用完成后的废旧三元锂离子电池含有多种有害物质，如有机溶剂，重金属和有毒气体，如果不加以回收利用，则会造成严重的环境污染。在对废旧三元锂离子电池的回收过程中最有价值之处在于对锂离子电池中的镍钴锰与铜铁铝等金属的回收。目前现有技术能够实现对金属的回收，但得到的最终锂产品纯度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种三元锂离子电池的回收方法，本发明利用电池本身的铁、铝磨成粉后有还原性，以及石墨在一定条件下燃烧产生一氧化碳有还原性的特点，在焙烧过程中三元锂离子电池正极材料被还原，从而锂在前端可用水选择性浸出，此工艺锂的浸出率高达98.5％，同时还不用外加的氢气等还原性气体。含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣用硫酸或盐酸调节pH值至1.0-2.0，镍钴锰的浸出率可以达到99.5％，而铜铁铝的浸出率小于10％，用此方法有效地分离了镍钴锰与铜铁铝。
本发明是通过以下的技术方案实现的：一种三元锂离子电池的回收方法，包括以下步骤：
步骤1：将三元锂离子电池在惰性保护气氛中进行破碎，得到破碎物料；
步骤2：将所述破碎物料放于在密闭环境下加热反应，通过负压收集冷凝的电解液，得到固态物料；
步骤3：固体物料球磨后过20-500目的筛；
步骤4：将步骤3的固体物料进行一段焙烧和二段焙烧；
步骤5：用水浸出后过滤得锂溶液和含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣；
步骤6：步骤5所得的锂溶液用树脂或膜除杂后得纯净的氢氧化锂溶液，氢氧化锂通过浓缩结晶得电池级单水氢氧化锂产品；
步骤7：含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，加入硫酸或盐酸，调节pH值稳定在1.0-2.0持续时长为20-40min，过滤得石墨渣和溶液；
步骤8：向溶液中加入还原铁粉除铜，过滤得海绵铜和除铜后溶液；
步骤9：用HBL110萃取剂萃取除铜后溶液中的镍钴，然后反萃得硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液；
步骤10：硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液用P204萃取，然后反萃的硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴溶液，溶液经过浓缩结晶得精制硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴；
步骤11：向步骤9萃取后的萃取余液中加入氯酸钠，将萃余液中的二价铁氧化为三价铁，然后用氢氧化钠、碳酸钠或碳酸钙将步骤9萃取后的萃取余液将pH值调至4.0-5.0，过滤得含铁锂的渣和含钙镁的锰溶液；
步骤12：用C272萃取剂萃取锰溶液中的锰，反萃后得硫酸锰或氯化锰溶液，浓缩结晶得电池级硫酸锰或电池用氯化锰。
作为优选，步骤1中，三元锂离子电池是正极材料为LiNixCoyMnzO2，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1。
作为优选，步骤2中，所述反应温度为100-250℃。
作为优选，步骤4中，在惰性保护气氛中，温度为300-400℃一段焙烧1-3h,在空气气氛中750-1000℃二段焙烧20-60min。
作为优选，步骤7中，含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，固液比为1:3-1:6。
作为优选，步骤8中，向溶液中加入还原铁粉，铁粉的加入量为溶液中铜总量的1.0-1.3倍，除铜后液中的铜含量不大于0.005g/L。
其中，HBL110萃取剂为从含镍酸性溶液(红土镍矿酸浸液，含镍电镀污泥酸浸液、含镍废催化剂酸浸液等)选择性直接萃镍提供了解决方案。HBL110在含镍酸性溶液的萃取分离净化过程中，能够选择性地直接萃镍，基本不萃取Fe、Al、Cr、Zn、Mn、Mg、Ca等，实现Ni与上述杂质的分离，将传统镍湿法处理工艺中“沉淀除Fe、水解深度除Fe、Al，沉淀Ni和Co、酸溶”四个工序用“直接萃Ni”一个工序取代，大大缩减了工艺流程，显著降低了成本，并大大提高了镍的收率，同时实现了有价金属资源的综合回收利用。
HBL110萃取剂物理特性：外观棕色透明液体；比重(25℃)0.97±0.005g/cm3；闪点>70℃；性能参数较大镍负载量≥7g/L；萃取动力学≥95％(5min)；萃取相分离≤5min；反萃动力学≥90％(5min)；反萃相分离≤5min。
其中，p204：名:二(2-乙基己基)磷酸酯；双(2-乙基己基)磷酸酯；磷酸二异辛酯；磷酸二辛酯，国家CAS登录号：298-07-7，是一种无色透明较粘稠的液体。凝固点-60℃，相对密度0.973(25/25℃)，折光率1.4420(25℃)，沸点209℃(1.33kPa)。
其中，C272萃取剂其主要成分是二(2,4,4－三甲基戊基)膦酸。工业产品典型的物理性质：含量>85％；呈无色或轻微琥珀色；密度(24℃)为0.92g/㎝3，粘度(25℃)0.142Pa.s、(50℃)0.037Pa.s；凝固点-32℃；闪点108℃；在水中的溶解度(PH＝2.6)为16ppm。
本发明具有以下有益效果：
1、利用电池本身的铁、铝磨成粉后有还原性，以及石墨在一定条件下燃烧产生一氧化碳有还原性的特点，在焙烧过程中三元锂离子电池正极材料被还原，从而锂在前端可用水选择性浸出，此工艺锂的浸出率高达98.5％，同时还不用外加的氢气等还原性气体。
2、含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣用硫酸或盐酸调节pH值至1.0-2.0，镍钴锰的浸出率可以达到99.5％，而铜铁铝的浸出率小于10％，用此方法有效地分离了镍钴锰与铜铁铝。
3、在不除铁铝钙镁的条件下，直接用HBL110萃取剂萃取镍钴，减少了镍钴的损失，提供了镍钴的回收率。
4、用C272萃取剂萃取锰溶液中的锰，反萃后所得的硫酸锰或氯化锰不需要除杂，直接浓缩结晶就可以得到电池级硫酸锰或电池用氯化锰。
5、还原后所得氢氧化锂溶液，通过树脂或膜除杂后，能制备出电池级单水氢氧化锂。
具体实施方式
下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1，本发明是通过以下的技术方案实现的：一种三元锂离子电池的回收方法，包括以下步骤：
步骤1：将三元锂离子电池在惰性保护气氛中进行破碎，得到破碎物料；三元锂离子电池是正极材料为LiNixCoyMnzO2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1)；
步骤2：将所述破碎物料放于在密闭环境下加热反应，通过负压收集冷凝的电解液，得到固态物料，所述反应温度为250℃；
步骤3：固体物料球磨后过500目的筛；
步骤4：在惰性保护气氛中，温度为400℃一段焙烧3h,在空气气氛中1000℃二段焙烧60min；
步骤5：用水浸出后过滤得锂溶液和含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣；
步骤6：步骤5所得的锂溶液用树脂或膜除杂后得纯净的氢氧化锂溶液，氢氧化锂通过浓缩结晶得电池级单水氢氧化锂产品。
步骤7：含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，固液比为1:6，加入硫酸或盐酸，调节pH值稳定在2.0持续时长为40min，过滤得石墨渣和溶液。
步骤8：向溶液中加入还原铁粉，铁粉的加入量为溶液中铜总量的1.3倍，除铜后液中的铜含量不大于0.005g/L，过滤得海绵铜和除铜后溶液；
步骤9：用HBL110萃取剂萃取除铜后溶液中的镍钴，然后反萃得硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液；
步骤10：硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液用P204萃取，然后反萃的硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴溶液，溶液经过浓缩结晶得精制硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴。
步骤11：向步骤9萃取后的萃取余液中加入氯酸钠，将萃余液中的二价铁氧化为三价铁，然后用氢氧化钠、碳酸钠或碳酸钙将步骤9萃取后的萃取余液将pH值调至5.0，过滤得含铁锂的渣和含钙镁的锰溶液。
步骤12：用C272萃取剂萃取锰溶液中的锰，反萃后得硫酸锰或氯化锰溶液，浓缩结晶得电池级硫酸锰或电池用氯化锰。
实施例2，本发明是通过以下的技术方案实现的：一种三元锂离子电池的回收方法，包括以下步骤：
步骤1：将三元锂离子电池在惰性保护气氛中进行破碎，得到破碎物料；三元锂离子电池是正极材料为LiNixCoyMnzO2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1)；
步骤2：将所述破碎物料放于在密闭环境下加热反应，通过负压收集冷凝的电解液，得到固态物料，所述反应温度为100℃；
步骤3：固体物料球磨后过20目的筛；
步骤4：在惰性保护气氛中，温度为300℃一段焙烧1h,在空气气氛中750℃二段焙烧20min；
步骤5：用水浸出后过滤得锂溶液和含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣；
步骤6：步骤5所得的锂溶液用树脂或膜除杂后得纯净的氢氧化锂溶液，氢氧化锂通过浓缩结晶得电池级单水氢氧化锂产品。
步骤7：含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，固液比为1:3，加入硫酸或盐酸，调节pH值稳定在1.0持续时长为20min，过滤得石墨渣和溶液。
步骤8：向溶液中加入还原铁粉，铁粉的加入量为溶液中铜总量的1.0倍，除铜后液中的铜含量不大于0.005g/L，过滤得海绵铜和除铜后溶液；
步骤9：用HBL110萃取剂萃取除铜后溶液中的镍钴，然后反萃得硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液；
步骤10：硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液用P204萃取，然后反萃的硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴溶液，溶液经过浓缩结晶得精制硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴。
步骤11：向步骤9萃取后的萃取余液中加入氯酸钠，将萃余液中的二价铁氧化为三价铁，然后用氢氧化钠、碳酸钠或碳酸钙将步骤9萃取后的萃取余液将pH值调至4.0，过滤得含铁锂的渣和含钙镁的锰溶液。
步骤12：用C272萃取剂萃取锰溶液中的锰，反萃后得硫酸锰或氯化锰溶液，浓缩结晶得电池级硫酸锰或电池用氯化锰。
实施例3，本发明是通过以下的技术方案实现的：一种三元锂离子电池的回收方法，包括以下步骤：
步骤1：将三元锂离子电池在惰性保护气氛中进行破碎，得到破碎物料；三元锂离子电池是正极材料为LiNixCoyMnzO2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1)；
步骤2：将所述破碎物料放于在密闭环境下加热反应，通过负压收集冷凝的电解液，得到固态物料，所述反应温度为200℃；
步骤3：固体物料球磨后过300目的筛；
步骤4：在惰性保护气氛中，温度为350℃一段焙烧2h,在空气气氛中800℃二段焙烧40min；
步骤5：用水浸出后过滤得锂溶液和含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣；
步骤6：步骤5所得的锂溶液用树脂或膜除杂后得纯净的氢氧化锂溶液，氢氧化锂通过浓缩结晶得电池级单水氢氧化锂产品。
步骤7：含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，固液比为1:5，加入硫酸或盐酸，调节pH值稳定在1.5持续时长为30min，过滤得石墨渣和溶液。
步骤8：向溶液中加入还原铁粉，铁粉的加入量为溶液中铜总量的1.2倍，除铜后液中的铜含量不大于0.005g/L，过滤得海绵铜和除铜后溶液；
步骤9：用HBL110萃取剂萃取除铜后溶液中的镍钴，然后反萃得硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液；
步骤10：硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液用P204萃取，然后反萃的硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴溶液，溶液经过浓缩结晶得精制硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴。
步骤11：向步骤9萃取后的萃取余液中加入氯酸钠，将萃余液中的二价铁氧化为三价铁，然后用氢氧化钠、碳酸钠或碳酸钙将步骤9萃取后的萃取余液将pH值调至4.5，过滤得含铁锂的渣和含钙镁的锰溶液。
步骤12：用C272萃取剂萃取锰溶液中的锰，反萃后得硫酸锰或氯化锰溶液，浓缩结晶得电池级硫酸锰或电池用氯化锰。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种三元锂离子电池的回收方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将三元锂离子电池在惰性保护气氛中进行破碎，得到破碎物料；
步骤2：将所述破碎物料放于在密闭环境下加热反应，通过负压收集冷凝的电解液，得到固态物料；
步骤3：固体物料球磨后过20-500目的筛；
步骤4：将步骤3的固体物料进行一段焙烧和二段焙烧；
步骤5：用水浸出后过滤得锂溶液和含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣；
步骤6：步骤5所得的锂溶液用树脂或膜除杂后得纯净的氢氧化锂溶液，氢氧化锂通过浓缩结晶得电池级单水氢氧化锂产品；
步骤7：含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，加入硫酸或盐酸，调节pH值稳定在1.0-2.0持续时长为20-40min，过滤得石墨渣和溶液；
步骤8：向溶液中加入还原铁粉除铜，过滤得海绵铜和除铜后溶液；
步骤9：用HBL110萃取剂萃取除铜后溶液中的镍钴，然后反萃得硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液；
步骤10：硫酸镍钴溶液或氯化镍钴溶液用P204萃取，然后反萃的硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴溶液，溶液经过浓缩结晶得精制硫酸镍、硫酸钴或氯化镍、氯化钴；
步骤11：向步骤9萃取后的萃取余液中加入氯酸钠，将萃余液中的二价铁氧化为三价铁，然后用氢氧化钠、碳酸钠或碳酸钙将步骤9萃取后的萃取余液将pH值调至4.0-5.0，过滤得含铁锂的渣和含钙镁的锰溶液；
步骤12：用C272萃取剂萃取锰溶液中的锰，反萃后得硫酸锰或氯化锰溶液，浓缩结晶得电池级硫酸锰或电池用氯化锰。
2.根据权利要求1所述的一种三元锂离子电池的回收方法，其特征在于：步骤1中，三元锂离子电池是正极材料为LiNixCoyMnzO2，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1。
3.根据权利要求1所述的一种三元锂离子电池的回收方法，其特征在于：步骤2中，所述反应温度为100-250℃。
4.根据权利要求1所述的一种三元锂离子电池的回收方法，其特征在于：步骤4中，在惰性保护气氛中，温度为300-400℃一段焙烧1-3h,在空气气氛中750-1000℃二段焙烧20-60min。
5.根据权利要求1所述的一种三元锂离子电池的回收方法，其特征在于：步骤7中，含镍钴锰铜铁铝和石墨的渣加水制浆，固液比为1:3-1:6。
6.根据权利要求1所述的一种三元锂离子电池的回收方法，其特征在于：步骤8中，向溶液中加入还原铁粉，铁粉的加入量为溶液中铜总量的1.0-1.3倍，除铜后液中的铜含量不大于0.005g/L。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105296744A (zh) * 2015-10-26 2016-02-03 广西银亿再生资源有限公司 一种红土镍矿资源化处理及综合回收利用的方法
CN106904667A (zh) * 2017-04-01 2017-06-30 贵州大龙汇成新材料有限公司 从含锰废弃物中回收提纯镍钴的方法
CN112374511A (zh) * 2020-10-17 2021-02-19 北京科技大学 一种废旧三元锂电池回收制备碳酸锂和三元前驱体的方法
CN114039120A (zh) * 2021-11-10 2022-02-11 湖南金凯循环科技有限公司 一种废旧镍钴锰锂电池的回收方法
CN114920300A (zh) * 2022-06-06 2022-08-19 赤峰朗晟电子科技有限公司 一种生产硫酸锰和四氧化三锰的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105296744A (zh) * 2015-10-26 2016-02-03 广西银亿再生资源有限公司 一种红土镍矿资源化处理及综合回收利用的方法
CN106904667A (zh) * 2017-04-01 2017-06-30 贵州大龙汇成新材料有限公司 从含锰废弃物中回收提纯镍钴的方法
CN112374511A (zh) * 2020-10-17 2021-02-19 北京科技大学 一种废旧三元锂电池回收制备碳酸锂和三元前驱体的方法
CN114039120A (zh) * 2021-11-10 2022-02-11 湖南金凯循环科技有限公司 一种废旧镍钴锰锂电池的回收方法
CN114920300A (zh) * 2022-06-06 2022-08-19 赤峰朗晟电子科技有限公司 一种生产硫酸锰和四氧化三锰的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪家鼎主编: "《溶剂萃取手册》", vol. 2001, 31 January 2001, 化学工业出版社, pages: 1139 - 1140 *

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