[发明专利]一种从废旧锂离子动力电池中回收有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧动力锂离子动力电池中回收有价金属的方法，包括废旧锂离子动力电池经过放电、拆解、分离出正极片；将正极片在氮气氛围下进行煅烧、粉碎并过筛，得到LFP和NCM的混合粉料；向混合粉料中依次加入硫酸和双氧水进行反应，过滤后浸出液用氨水调节pH再过滤，滤液用碱调节pH再过滤，二级滤液用磷酸类萃取剂进行萃取，然后静置、分离出有机相和水相；向水相加入固体碳酸钠，沉淀得碳酸锂；向有机相中加稀硫酸进行反萃取，再调节镍钴锰比例后调节其pH；最后陈化得镍钴锰氢氧化物。本发明的回收方法简单，对三元和铁锂电芯同时进行处理，减少了电池分拣的步骤，适用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种废旧锂离子电池的回收方法，特别涉及一种从废旧锂离子动力电池中回收有价金属的方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，自商品化以来，受到了广泛的关注与应用。锂离子动力电池的正极材料有磷酸铁锂(LFP)或镍钴锰（NCM）材料等，磷酸铁锂正极材料以其安全、环保、稳定性好等优点，在动力电池市场有很大的优势。2014年我国电动汽车呈现爆发式增长，与此同时报废电池也日渐增多，如何处理这些废旧电池已成为社会重点关注的问题；另外随着三元电池材料的快速发展，未来三元材料报废市场也非常可观。

目前关于废旧锂离子电池的回收大多数是对LFP电池和NCM电池分别进行处理，这种工艺方法首先需要对废旧动力电池进行分拣，分开进行处理回收，这种方法回收效率低且工艺流程复杂，经济效益不显著。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种同时处理LFP与NCM电池的方法，具有工艺简单、回收效率高、节约资源等优点，适合大规模生产。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种废旧锂离子动力电池中回收有价金属的方法，包括以下步骤：

（1）废旧锂离子动力电池经过放电后拆解去壳，再将所得的电池卷芯拆解分离出正极片；

（2）将正极片在氮气氛围下进行煅烧，然后粉碎并过80目筛，得到LFP和NCM的混合粉料；

（3）向混合粉料依次加入硫酸和双氧水进行反应，对产物进行过滤除去碳渣后得浸出液；

（4）用氨水调节浸出液的pH值为2-2.5，过滤得沉淀物磷酸铁和滤液；

（5）将步骤（4）中的滤液用碱调节pH值为5-6，过滤除去少量剩余的铁和铝后，得二级滤液；

（6）将经步骤（5）处理后的二级滤液用磷酸类萃取剂进行萃取，然后静置、分离出有机相和水相；

（7）向水相加入固体碳酸钠，沉淀得碳酸锂；

（8）向有机相中加稀硫酸进行反萃取，然后向反萃液中加入镍源、钴源或锰源来调节镍钴锰比例，使反萃液中的镍、钴、锰元素摩尔比为1：1：1，再加碱调节其pH值为11-12；最后陈化得镍钴锰氢氧化物。

进一步方案，所述步骤（2）中正极片在氮气氛围下煅烧的温度为400-600℃、煅烧时间为2-4h。

进一步方案，所述步骤（3）中硫酸的浓度为2.5-4mol/L，所述混合粉料与硫酸的质量体积比g：mL为1：（6-10），所述双氧水的加入量是每克混合粉料中加入2-4mL。

进一步方案，所述步骤（3）中的反应温度为60-90℃。

进一步方案，所述步骤（5）和步骤（8）中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的一种或几种。

进一步方案，所述步骤（6）中磷酸类萃取剂为P204、P507、Cyanex272中的一种或几种。

进一步方案，所述步骤（7）中的稀硫酸的浓度为0.1mol/L-1mol/L。