[发明专利]一种回收废旧三元动力电池电芯中有价金属的工艺

说明书

本发明公开了一种回收废旧三元动力电池电芯中有价金属的工艺。该工艺包括以下步骤：(1)电芯在水保护下进行剪切破碎，使电解液进入水中；(2)电芯碎片在水槽中洗涤以除去隔膜，并进一步洗涤去除残留的电解液；(3)水洗后的电芯碎片过滤后经球磨使三元材料、石墨与铜箔、铝箔分离；(4)采用筛网筛分出铜箔、铝箔；筛下物经摇床重力分选除去石墨，得到三元合金渣；(5)剪切破碎和洗涤所用的水多次循环后采用沉淀法分离出锂，再送至水处理厂处理回用。本发明利用动力电池中三元材料及其他组分的物理性质差异，采用环境友好的物理分选工艺，将有用组分一一分离，同时将电解液一并处理，实现三元动力电池中所有有价金属元素的全部回收。

技术领域

本发明涉及一种回收废旧三元动力电池电芯中有价金属的工艺。

背景技术

随着全球资源的日益紧缺和环境保护的迫切需要，电动汽车的保有量逐年上升。目前，新型的电动汽车采用的动力电池主要为三元锂离子动力电池，三元锂离子动力电池是指采用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂)三元材料作为正极的锂离子电池，其使用年限大概为5-8年。预计到2020年，废旧动力电池总量将超过12万吨。现有废旧锂离子电池处理方法主要是针对小型钴酸锂电池，或采用火法，或无法处理回收电解液，消耗大量能源且容易产生二次污染。因此，需要一种更为经济有效的工艺，充分回收动力电池中所有的有价金属，同时减少能源消耗，避免二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种回收废旧三元动力电池电芯中有价金属如铜、铝、镍、钴、锰、锂的新工艺，用于处理日益增多的废旧锂离子动力电池，得到可用于湿法处理的三元合金渣，进而将其中的有价金属全部回收。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种回收废旧三元动力电池电芯中有价金属的工艺，包括以下步骤：

(1)电芯在水保护下进行剪切破碎，使电解液进入水中；

(2)电芯碎片在水槽中洗涤以除去隔膜，并进一步洗涤去除残留的电解液；

(3)水洗后的电芯碎片过滤后经球磨使三元材料、石墨与铜箔、铝箔分离；

(4)采用筛网筛分出铜箔、铝箔；筛下物经摇床重力分选除去石墨，得到三元合金渣；

(5)剪切破碎和洗涤所用的水多次循环后采用沉淀法分离出锂，再送至水处理厂处理回用。

其中，剪切破碎、洗涤工序全部在水保护下进行，电解液全部进入水中，不仅将其中的锂金属回收，同时避免了有机气体的弥漫污染。优选地，在所述步骤(1)中电芯剪切破碎后的粒度为1～20mm。

其中，所述步骤(2)中电芯碎片洗涤时搅拌的转速为200～800r/min。

其中，所述步骤(3)中的球磨时间为1～30min。

其中，所述步骤(4)中筛网的孔径为10～100目，所得三元合金渣经常规碱浸-酸浸-萃取-反萃的湿法冶金工艺，分别得到镍、钴、锰、锂。

其中，所述步骤(5)中当水溶液中锂离子浓度达到20g/L时，按碳酸钠质量∶溶液质量＝0.2～0.3∶1的比例加入碳酸钠回收其中的锂。

本发明的有益效果在于：

本发明利用动力电池中三元材料及其他组分的物理性质差异，采用环境友好的物理分选工艺，将有用组分一一分离，同时将电解液一并处理，实现三元动力电池中所有有价金属元素的全部回收。

本发明的工艺能源消耗低，无难处理废水产生，运行稳定，无环境污染，是实现动力电池无害化处理，回收其中有价金属元素的优选工艺。该工艺中废水经常规处理可全部回用，在为企业创造可观经济收入的同时达到了零排放的标准。

附图说明