[发明专利]一种废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法

权利要求书

1.一种废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：将废旧三元LNCM锂离子电池经短路放电、拆解、粘结剂剥离、破碎筛分得电极活性材料；电极活性材料经还原-酸浸出，固液分离得到碳材料和含Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺的酸性浸出液；

步骤(2)：调控酸性浸出液的pH为3-5、6或7，沉淀其中的Fe³⁺、Al³⁺；随后经固液分离，得含Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺的除杂滤液；

步骤(3)：调整除杂滤液的pH为3~4，随后作为电解液，经旋流电解处理，在阴极收集Cu/Co-Ni合金复合膜，阳极收集MnO₂；

旋流电解过程中，电流密度控制在200-300 A/m²，温度控制在45-95℃；

旋流电解过程中，控制流量在10-25 m³/h，转速在100-600 转/分；

所述的除杂滤液中，Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的离子浓度为不低于1 g/L。

2.如权利要求1所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，旋流电解处理过程中，所述阳极为Pt、Pb-Ag、Pb-Ca-Sn、Pb-Sb、Pb/Pb-MnO₂或钛基DSA；

阴极为Al、不锈钢或石墨。

3.如权利要求1所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，经旋流电解过程中，控制流量在20-25 m³/h，转速在300-400 转/分。

4.如权利要求1所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，所述的除杂滤液中，Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的离子浓度为2~15 g/L。

5.如权利要求1所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，旋流电解过程中，电解时间在30-150min。

6.如权利要求1所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，将所述的废旧三元LNCM锂离子在氯化钠溶液中短路，所述的氯化钠溶液的溶质浓度为5-20%；短路放电至终止电压低于1V；

短路放电后拆解，得到电芯成分，随后对电芯成分破碎，碎料在空气气氛下2~10℃/min的速率下升温至400~600℃，保温焙烧，进行粘接剂剥离。

7.如权利要求6所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，在粘接剂剥离过程中，采用浓度不低于50 mg/L的石灰水吸收剥离过程释放的废气，得到氟化钙；对剥离后的产物进行分离，得到Al、Cu箔和电极活性材料。

8.如权利要求7所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，还原-酸浸出过程为：将电极活性材料置于硫酸/蔗糖溶液中，进行反应；所述的硫酸/蔗糖溶液中，硫酸浓度0.5-5 mol/L，蔗糖浓度1-15 g/L，电极活性材料与硫酸/蔗糖溶液的固液比30-150 g/L；还原-酸浸出过程的温度为30-100 ℃；时间为15-240 min。

9.如权利要求1~8任一项所述的废旧镍钴锰三元锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于，还包括步骤(4)，向旋流电解后液中添加碳酸盐；反应后固液分离得到碳酸锂。