[发明专利]一种废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法

说明书

一种废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法，步骤如下：将废弃三元锂离子动力电池放电；拆解，采用NaOH溶液浸泡并进行超声波处理，经过筛分、洗涤、干燥、球磨，得到有价金属回收料；采用葡萄糖酸和盐酸进行浸出，并加入双氧水作为还原剂；浸出液中加入硫化钠溶液并通入硫化氢气体进行除铜；脱铜后的溶液萃取回收Co；萃余液回收Ni；蒸馏后回收Li。同时，还对Cu、Al和石墨进行回收。采用本方法，成本低、方法简单、有价金属回收率高。

技术领域

本发明涉及一种废弃金属的回收方法，具体涉及一种废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法。

背景技术

我国新能源汽车保有数量大，而且新能源汽车的销售量逐年增长，如此巨大的新能源汽车保有量，在这些汽车最终报废时，废弃电池的回收将是一个存在着巨大机遇的市场。目前新能源汽车上使用的动力电池主要分为两类：三元材料锂离子电池和磷酸铁锂锂离子电池，其中，三元材料锂离子电池的能量密度更高。废弃三元材料锂离子电池中含有Ni、Co、Li、Cu、Al等多种有价金属，其含有的重金属、电解液都会对自然环境造成极大的破坏。其含有的多种有价金属及非金属材料具有极大的回收价值和空间。面对巨大的废弃三元材料锂离子电池的回收，我国在废弃三元材料锂离子电池回收技术上取得了一些成果，研究废弃三元材料锂离子电池的回收技术使得废弃三元材料锂离子电池中的有价金属及非金属材料得到有效利用，既避免资源浪费又保护了环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、方法简单、有价金属回收率高的废弃三元锂离子动力电池的综合回收方法，步骤如下：

（1）将废弃三元锂离子动力电池在恒定电流条件下放电至1.5-2.1V，放置20-60min，继续在恒定电流条件下放电至0.8-1.2V，放置20-60min，将放电至0.8-1.2V的废弃三元锂离子动力电池放入NaCl浓度为1-7mol/L和KCl浓度为1-7mol/L的混合溶液中浸泡1-6h，取出并在20-90℃烘干1-6h，得到完全放电的废弃三元锂离子动力电池；

（2）将步骤（1）得到的完全放电的废弃三元锂离子动力电池拆解，将其中得到的正极片，剪成片状，在30-100℃按照每公斤正极片用10-30L的浓度为0.3-1mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理0.5-3h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为100-300℃，干燥时间为1-5h，然后在60-80℃，真空度为0.05-0.1MPa条件下进行球磨1-5h，得到有价金属回收料；

（3）将步骤（2）得到的有价金属回收料采用0.2-3mol/L的葡萄糖酸和0.2-3mol/L的盐酸进行浸出，固液比为15-35g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为50-100℃，浸出时间为1-7h，搅拌速率为100-900r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；

（4）将步骤（3）得到的浸出渣采用0.5-3mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为4-6除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；

（5）将步骤（3）得到的浸出液中加入0.5-3mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.1-1L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；

（6）将步骤（5）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到3-5，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1-3︰1-3，萃取温度为30-50℃，萃取时间为10-120min，静置5-20min，然后用150-210g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1-3︰1-3，反萃取温度为30-50℃，反萃取时间为10-120min，静置5-20min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在40-70℃，搅拌20-60min，搅拌速率为100-300r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤1-5次，在70-90℃干燥1-10h，然后在300-800℃煅烧得到氧化钴；