[发明专利]废旧钛酸锂电池的负极极片中有价金属的循环回收利用方法

说明书

本发明公开了一种废旧钛酸锂电池的负极极片中有价金属的循环回收利用方法，将废旧钛酸锂的电池负极极片煅烧获得煅烧产物；对所述煅烧产物在碱性溶液中浸出后，经离心过滤除去残渣，获得第一滤液；向所述第一滤液中缓慢加入酸性物质除去Al后，经过滤获得第二滤液；所述第二滤液经一次萃取净化获得含杂质的第一萃取有机相和含有价金属的第一萃余液；对所述第一萃余液再经二次萃取获得第二萃取有机相和第二萃余液，对所述第二萃取有机相进行酸洗反萃获得第二反萃液，对所述第二反萃液进行浓缩干燥后获得偏钛酸,所述偏钛酸经煅烧获得分析纯钛白粉；对所述第二萃余液进行蒸发浓缩、冷却结晶获得电池级碳酸锂。本发明通过萃取净化得到高附加值的分析纯钛白粉和电池级碳酸锂。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池资源回收技术领域，具体涉及一种废旧钛酸锂电池的负极极片中有价金属的循环回收利用方法。

背景技术

传统锂离子电池石墨负极因循环过程中存在析锂、体积膨胀等问题，存在首次效率低和安全问题，无法满足储能和动力电池高倍率长期循环的要求。尖晶石结构钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂具有非常完美的Li⁺脱嵌可逆性，其脱嵌锂电位为1.55V vs.Li⁺/Li，较高的脱嵌锂电位能避免锂枝晶的形成与电解液的分解。且Li₄Ti₅O₁₂材料的Li⁺扩散系数(2×10^-8cm²/s)较石墨高一个数量级，10C以上的高倍率放电性能较石墨材料性能优越，具有良好的应用前景。

随着新能源汽车领域和储能领域对钛酸锂电池的需求猛增，对钛酸锂电池的回收方法亟待健全；当前，针对钛酸锂极片的回收方法在回收时不能有效分离负极极片中的集流体铝箔与Li₄Ti₅O₁₂活性物质中的改性掺杂/包覆元素，如C、Mg、Zr、Nb等，造成所回收的有价金属纯度不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种废旧钛酸锂电池的负极极片中有价金属的循环回收利用方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种废旧钛酸锂电池的负极极片中有价金属的循环回收利用方法，该方法通过以下步骤实现：

步骤(1)，煅烧：将废旧钛酸锂电池的负极极片煅烧获得煅烧产物；

步骤(2)，碱浸：对所述步骤(1)获得的煅烧产物在碱性溶液中浸出后，经离心过滤除去残渣，获得第一滤液；

步骤(3)，除Al:向所述步骤(2)获得的第一滤液中缓慢加入酸性物质除去Al³⁺后，经过滤获得第二滤液；

步骤(4)，净化：所述步骤(3)获得的第二滤液经一次萃取净化获得含杂质的第一萃取有机相和含有价金属的第一萃余液；

步骤(5)，回收Ti：对所述步骤(4)获得的第一萃余液再经二次萃取获得含Ti的第二萃取有机相和含Li的第二萃余液，对所述第二萃取有机相进行酸洗反萃获得第二反萃液，对所述第二反萃液进行浓缩干燥后获得偏钛酸,所述偏钛酸经煅烧获得分析纯钛白粉；

步骤(6)，沉锂：对所述步骤(5)获得的第二萃余液进行蒸发浓缩、冷却结晶获得电池级碳酸锂。

上述方案中，所述步骤(1)具体为：将废旧钛酸锂电池的负极极片于0.1-1.0MPa纯氧气气氛以及500-800℃下煅烧2-10h获得煅烧产物，其中，升温速率控制为5-20℃/min。