[发明专利]一种废旧三元LNCM锂离子电池的浸出以及有价金属的回收方法

说明书

本发明属于废旧锂离子电池有价材料回收领域；具体公开了两段逆流浸出方法从废旧锂离子电池中浸出有价金属：一种废旧三元LNCM锂离子电池的二段逆流浸出方法，从废旧三元LNCM锂离子电池中回收得到电极活性材料；二段逆流浸出电极活性材料分N个批次依次经一段逆流浸出和二段逆流浸出；将N_i批次电极活性材料经一段逆流浸出以及二段逆流浸出获得的二段逆流浸出液作为第N_i+1批次电极活性材料一段逆流浸出的浸出剂；i为1、2、3.....N‑1的整数；收集各批次电极活性材料的一段逆流浸出液，即为废旧锂离子电池的总浸出液。本发明方法，创新性地采用二段逆流浸出的方法，高效提升浸出液中的有效成分的离子浓度并显著提升浸出酸的利用率。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池回收领域，特别涉及到一种废旧三元镍钴锰酸锂锂离子电池的高值化回收，属废旧锂离子电池回收领域方面。

背景技术

随着现代化科技的高速发展,社会能源与环境生态污染问题日益突出,各种废弃电池对环境及生态的污染问题已经成了社会关注的焦点。而镍钴锰酸锂离子电池由于容量高、循环性能稳定、工作平台电压高等特点被广泛应用于动力电池和储能电池，而动力和储能电池对电池材料的需求通常大于常规的小型电池。因此，在未来3-5年内，将有大量的镍钴锰酸锂离子电池报废，对其进行回收具有很高的社会价值。

然而，目前国内回收废旧镍钴锰酸电池的技术路线尚还存在缺陷，处理废旧镍钴锰酸锂电池浸出液的主流方式为：1)沉淀除铜然后调节镍钴锰三元素的比例加碱共沉淀；2)萃取除铜，然后萃取镍钴锰再酸反萃得到只含镍或钴或锰的盐溶液。如中国专利CN105206889A公布的“一种废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料的处理方法”利用酸浸出法回收镍钴锰酸锂废旧电池中的有价金属，先用沉淀法除杂，然后加碱共沉淀镍钴锰制备前驱体，该方法虽克服了分别沉淀回收镍盐、钴盐、锰盐产品纯度不高的问题，操作也较简单，但对浸出液除杂深度要求高且浸出后液离子浓度较低，浸出酸的利用率也普遍降低。

现有废旧锂离子电池的浸出工艺还存在酸利用率不高、且浸出液中Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的浓度相对较低等不足。

发明内容

为解决现有技术存在酸利用率不高、浸出液中有价元素(例如Ni、Co、Mn)的技术问题，本发明的目的在于提供一种废旧三元LNCM锂离子电池的浸出方法，旨在提高酸的利用率，改善浸出液中的有价元素的浓度。

本发明第二目的在于，提供一种废旧三元LNCM锂离子电池有价金属的回收方法，旨在提供一种高效清洁回收镍钴锰酸锂废旧电池的有效成分。

废旧镍钴锰三元锂离子电池的回收过程存在其特殊性，例如，有价元素含量低，采用现有报道的方法难于高效回收且在回收过程中产生大量酸性废水造成二次污染。另外，传统酸浸方法所得浸出液中Ni²⁺，Co²⁺，Mn²⁺等离子浓度较低，一般为2～15g/L，达不到静态电解生产的工业要求，故静态电解前往往要对浸出液进行蒸发浓缩，元素分离等操作导致生产成本增大，不仅如此，对低浓度浸出液进行浓缩处理还容易存在有价元素损失、质变等问题。

为解决该技术不足，本发明创新地提供了一种废旧三元LNCM锂离子电池的二段逆流浸出方法，包括以下步骤：

步骤(1)：从废旧三元LNCM锂离子电池中回收得到电极活性材料；

步骤(2)：二段逆流浸出

电极活性材料分N个批次依次经一段逆流浸出和二段逆流浸出；其中，一段逆流浸出的浸出剂的酸度为0.1-0.5mol/L；二段逆流浸出的浸出剂包含有机还原剂，且酸度为0.5-3mol/L；