[发明专利]从废旧锂离子二次电池回收金属锂的方法

说明书

技术领域 发明涉及二次电池，尤其涉及废蓄电池有用部件的再生，特别是涉及从废旧锂离子二次电池回收金属锂的方法。

背景技术 锂离子二次电池，简称锂离子电池是一种综合性能较好的可充电化学电池，具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，被广泛用于移动通讯、笔记本电脑、便携式工具、矿灯、电力助动车和电动汽车等应用领域。除已经大量应用于计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(Consumer Electronics)的所谓3C产品外，锂离子二次电池有望成为未来电动汽车的主要动力来源，届时电池的使用量将数倍增长。目前市场上的锂离子二次电池使用的正极材料主要是钴酸锂(LiCoO₂)、尖晶石锰酸锂(LiMn₂O₄)，以及磷酸亚铁锂(LiFePO₄)，另外还有少数采用镍酸锂(LiNiO₂)以及其他二元/三元材料，以上几种材料均含有宝贵的金属锂资源。锂离子二次电池使用的正极材料量很大，对于不可再生的金属资源的消耗是十分可观，所以在锂离子二次电池使用量与日俱增之际，回收废旧锂离子二次电池中经济价值高、含量较大的金属，对实现节能减排、可持续发展，具有重要意义，既可以防止环境污染，又可回收各种宝贵金属资源。

虽然锂离子二次电池的商业化生产技术在近十年来日益成熟，但相应的废旧锂离子二次电池回收技术的研究和开发则显得比较滞后，现有技术废旧锂离子二次电池回收处理办法主要为物理分选法及化学溶蚀纯化法，回收流程主要为电池拆解后进行热处理，以分解有机物质，再进行破碎筛分，接着进行有价值金属的分离和纯化等。

而且现有技术往往先提纯和回收钴、铝等金属资源后，再进行锂离子资源的回收。经过一系列费时耗能的化学处理后得到的锂离子产物纯度亦不高，且大多处于实验室研究阶段，成功的工业化应用方面的报道还很少，技术方面还有待优化和完善。

发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种从废旧锂离子二次电池回收金属锂的方法，解决现有技术存在的工艺复杂、纯度不高等问题。

本发明要解决所述技术问题是通过采用以下技术方案来实现：提供一种从废旧锂离子二次电池回收金属锂的方法，依次包括如下步骤：

A.将回收的废旧锂离子二次电池完全放电，使该废旧电池各负极片上的可逆锂离子全部转移至正极，在正极片上形成锂盐；

B.将所述放电处理后的电池，用机械拆解的物理方式将正极片完整地取出，烘干；

C.用金属锂或可覆锂的材料做负极片配合由步骤B处理后的各正极片，放入有电解液的专用化成槽中经电联接后，正负极片组分别接到直流电源的正、负极汇流排，进行外化成处理，使可逆的锂离子从所述各正极片转移至所述各负极片上沉积；

D.将所述经外化成处理后的各正、负极片取出，则负极片上析出的金属锂可直接回收利用。

步骤A中所述“电池完全放电”是指，使用放电倍率为0.05C～3C、终止电压是0.1V～0.2V。

步骤A中所述锂盐包括磷酸亚铁锂LiFePO₄、钴酸锂LiCoO₂、尖晶石锰酸锂LiMn₂O₄、镍酸锂LiNiO₂和三元正极材料LiNi_xCo_yMn_zO₂。

步骤B中所述“烘干”是采用烘道或真空烘干方式，烘烤温度在80℃～130℃，烘烤时间6h以上。

步骤C中所述“经电联接”是指所述各正极片与负极片分别用串联、并联和/或混联方式联接成为正、负极片组。

步骤C中“将所述正、负析片级分别接至直流电源的正、负极汇流排”所用正极导线是铝质的，所用负极导线是铜质的。

步骤C中所述专用化成槽是在充满不与金属锂反应的惰性气体并设置有防爆装置的密封环境中工作，所述环境温度在0℃～50℃范围内，水分湿度小于1％；氧含量小于20ppm；所述外化成处理所用化成电流是0.02C～2C，化成时间为30min～55h。所述不与金属锂反应的惰性气体包括氦、氖和氩，所述气体纯度≥99.9％。