[发明专利]一种废旧锂电池正极材料的电化学浸出方法

说明书

本发明公开一种废旧锂电池正极材料的电化学浸出方法，属于废旧锂电池回收技术领域，先将废旧锂电池放电24~36h，拆解分离出正极片，将其置于4%～8%稀碱溶液，滤渣为废旧正极材料；将废旧正极材料压片成型，并用导电胶固定于阴极棒顶端的铂片上；将带有废旧正极材料的阴极棒置于有机酸溶液，石墨板作为阳极，通电搅拌浸出时间30~90min；浸出结束后，取出阴极棒及阳极棒，烘干，再用，浸出溶液为富含有价金属离子的贵液；本发明避免浸出过程中还原性化学试剂的使用，可有效地实现废旧锂电池正极材料的浸出。

技术领域

本发明涉及一种废旧锂电池正极材料的电化学浸出方法，属于废旧锂电池回收技术领域。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、无记忆效应、安全性好等诸多优点，现已广泛用于移动电子设备、航天航空、医疗等领域，加之我国正大力发展的新能源汽车、智能电网、可再生能源等产业，锂离子电池作为良好的动力电池和储能材料，其需求量及产量势必进一步增加。而锂离子电池经过多次循环充放电后，活性材料由于结构改变而失活报废，因而，废旧锂离子电池数量巨大。废旧锂离子电池中电解液的释放会污染环境和危害生态系统，同时电极材料含有大量钴、锂等稀有金属，而锂离子电池原料矿产资源日益减少，特别是我国钴、锂资源相对匮乏，制约了锂离子电池产业的良性发展。为此，科学有效地回收其中有价金属已成为重要课题。

目前，废旧锂电池回收方法主要有湿法工艺和火法工艺两种，湿法以其条件温和、能耗小等优点成为主要回收方案。湿法工艺关键在于浸出环节，废旧锂电池正极材料的湿法浸出主要是酸浸方案，由于正极材料不易溶解浸出，还原剂H₂O₂作强化剂得到研究和应用，酸-H₂O₂成为常见浸出体系，常见的硫酸、盐酸、硝酸等无机酸- H₂O₂可以较好的浸出正极材料，但无机酸具有较强腐蚀性对设备要求较高，同时易产生Cl₂、SO₂等有害气体，因而，有机酸替代无机酸成为选择，其相对绿色环保，现已研究的有机酸包括草酸、柠檬酸、马来酸、抗坏血酸、酒石酸、葡萄糖酸等。由于酸-H₂O₂浸出体系中H₂O₂在酸性环境易分解，H₂O₂替代性的还原剂得以研究，主要有硫代硫酸钠、NaHSO₃、麦秆粉等。现有湿法回收方案存在湿法浸出环节需使用还原性化学试剂，试剂易分解，化学试剂成本高，且不可循环使用等不足。

发明内容

针对现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种废旧锂电池正极材料的电化学浸出方法。本方法主要是针对废旧锂电池正极材料的浸出过程，可有效地避免浸出过程中还原性化学试剂的使用，实现废旧锂电池正极材料的浸出回收，本发明通过以下技术方案实现。

一种废旧锂电池正极材料的电化学浸出方法，其具体步骤包括如下：

（1）前处理工序：首先将废旧锂电池置于氯化盐溶液中释放余电，放电时间24~36h，然后将废旧锂电池手工拆解分离出正极片，将正极片置于质量百分比浓度为4%～8%稀碱溶液，搅拌反应8~16h，过滤滤渣为废旧正极材料；

（2）固定工序：将步骤（1）得到的滤渣进行压片成型操作，再用导电胶固定于阴极棒顶端的铂片上；

（3）电化学浸出工序：将步骤（2）得到的带有废旧正极材料片的阴极棒置于有机酸溶液中，石墨板作为阳极，通电浸出并搅拌，时间为30~90min；

（4）回收工序：浸出结束后，取出阴极棒及阳极棒，烘干，再用，浸出溶液中富含有价金属离子。

步骤（1）所述氯化盐为氯化钠、氯化钾、氯化镁一种或多种混合，氯化盐溶液中氯离子浓度为1~3mol/L。

步骤（1）所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。