[发明专利]一种废旧锂离子电池正极材料回收工艺

说明书

本发明公开了一种废旧锂离子电池正极材料回收工艺，包括：S01：将废旧锂离子电池进行拆分并进行分切，管式炉中高温处理；S02：将得到的正极材料浸入酸性溶解液中溶解后过滤，得到滤液；S03：利用D2EHPA对滤液进行逆流串级萃取；S04：将S03中的萃余液按照所设定前驱体元素比例加入锰源，按照设计的正极材料前躯体的元素比例调整原料组成，向原料中加入氨水溶液共同置入共沉淀反应釜内，然后加入氢氧化钠溶液，调整pH值为10‑12，反应8‑24h后过滤、洗涤沉淀得到正极材料的沉淀。本发明提供了一种针对废旧锂离子电池正极材料的综合回收工艺，该工艺尤其针对镍钴锰三元正极材料进行了回收，实现了对正极材料以及正极集流体的完全回收利用，实现了规模化回收废旧锂离子电池正极材料的目的。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧锂离子电池正极材料的回收工艺。

背景技术

锂电池具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应、较低的坏境污染性等优点。由于上述优点，其用于新能源汽车能使产品兼具续航能力与环境友好性，锂电池是较为理想的新能源动力电池。然而大量投入市场的电动汽车不可避免地会带来电池寿命终止后的回收处理问题，锂离子动力电池中含有大量的有价金属及有机物，若不加以回收利用会造成严重的环境污染以及资源浪费。

目前，对于锂离子电池正极材料回收主要是采用湿法冶金的工艺，正极材料经酸浸、使得有价金属，以离子状态进入溶液，净化、分离、提纯，得到纯的盐类或者通过电解的方法得到金属类，其中盐类化合物主要有硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰，碳酸锂等。目前回收正极材料的工艺大多数都是基于废旧钴酸锂电池的回收利用，而针对目前用量越来越多的三元正极材料的处理工艺较少，目前针对废旧三元锂离子电池的回收方案中大部分为针对镍、钴、锰的分别回收，回收流程长，工艺复杂，能耗高，易造成二次污染。

除了上述工艺以外，现有技术中还提出了许多不同技术路线的回收方案。如申请号为201310532433.7名为《一种锂电池正极材料的回收方法》的中国专利中提供的回收方法为：将正极废片浸泡使正极材料脱落、分离正极材料浆料、蒸发浆料中的水分。该方法在实际操作过程中可行性差、回收率低，正极材料根本无法与集流体铝箔完全分离。申请号为201610714920.9名为《一种锂离子电池正极材料的回收方法》的中国专利中提供的技术方案为：将循环后的锂离子电池的富锂正极材料进行热处理，得到再生的正极材料，利用高温处理将正极材料剥离。申请号为201710214562.X名为《一种锂离子电池正极材料的回收方法》中提供了一种将锂离子电池进行放电和排出废液处理后整体破碎，然后利用磁选的方法分选出弱磁性物质和无磁性物质，然后对磁性不同的物质分别进行回收处理的方法。

现有技术中提出的正极材料回收方法尽管能够在一定程度上回收正极材料，但是整体回收效率偏低、回收成本较高，无法实现真真意义上对正极材料的回收再利用。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种针对废旧锂离子电池正极材料的综合回收工艺，该工艺尤其针对镍钴锰三元正极材料进行了回收，实现了对正极材料以及正极集流体的完全回收利用，实现了规模化回收废旧锂离子电池正极材料的目的。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明中提供的废旧锂离子电池正极材料回收工艺，包括如下步骤：

S01：将废旧锂离子电池进行拆分，得到正极极片并进行分切，将分切后的正极极片在高纯氮气气氛下，在550-600℃管式炉中高温处理10-30min，使正极材料与集流体分离；

S02：将得到的正极材料浸入酸性溶解液中，搅拌反应1-3h后过滤，得到滤液；所述酸性溶解液采用硫酸及双氧水的水溶液，其中硫酸浓度为1-4mol/L，双氧水占酸性溶解液质量分数的1-6wt%；