[发明专利]一种从废旧含钴锂离子电池正极材料回收活性材料的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧含钴锂离子电池正极材料回收活性材料的方法，包括：(1)称取过二硫酸盐和草酸盐，溶于水，配制成脱洗剂；(2)将废旧含钴锂电池正极材料浸入脱洗剂中，超声加热处理，取出铝集流体，得到脱洗液；(3)将脱洗液进行固液分离处理，得到固态桨体，再进行水洗、分离处理，得到水洗固态桨体；(4)将水洗固态浆体进行热分解处理，得到活性材料。本发明活性材料的回收效率高且回收周期短，锂、钴回收率分别高达98.05％、99.24％；操作过程简单，可行性强，回收过程不涉及任何酸碱液的使用，可以有效减少铝集流体溶解损失，而且不会污染环境，对操作人员无害。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池资源化回收再利用的方法，尤其涉及一种从废旧含钴锂离子电池正极材料回收活性材料的方法。

背景技术

含钴锂离子电池的组成较为复杂，其资源化回收起步较晚、产业化水平相对较低，目前针对锂电池的处置主要集中在回收电池的正极活性材料及电解液中贵重金属元素。废旧含钴锂离子电池正极材料的回收核心技术主要分为湿法和火法两大类。回收流程包括预处理、分离、预回收、除杂和再利用过程组成等几个环节。

根据有价金属资源化原理的不同，废旧含钴锂离子电池正极材料的回收技术可分为萃取法、化学沉淀法、电沉积法、酸浸盐析法、火法、生物浸出法等。萃取法是采用有机溶剂与有价金属形成特定的配位化合物，再利用萃取剂将金属离子萃取，合成新的化合物，但存在钴、锂元素回收率低、萃取剂毒性大、回收环节易产生二次污染等问题。化学沉淀法是先将废旧含钴锂离子电池进行简单的机械分离，利用酸碱溶解正极材料，使正极材料完全溶解形成离子溶液，通过化学反应使钴、锂离子以沉淀的形式回收再利用，相对于萃取法而言，化学沉淀法具有操作简单和回收率高的特点，然而化学沉淀法亦具有化学试剂消耗量大、操作成本高、不宜工业化生产等问题。电沉积法主要通过酸浸、电迁移、电富集、阴极沉淀等过程实现废旧含钴锂离子电池中特定元素的回收，电沉积法可以得到纯度较高的钴并且对周边生态环境的污染较小，但是电沉积法存在共沉淀及锂回收效率低的问题。酸浸盐析法可使用无机酸和有机酸两种酸，使用过程中易使铝集流体溶解，造成后期钴锂回收效率低，且酸液碱液容易对操作人员健康及周边环境产生潜在危害。火法根据对锂离子电池处理的不同可以分为直接焙烧、硫酸化焙烧和氯化焙烧，其工艺相对简单，处理电池种类多，易大规模生产，但是电解质溶液和电极中其它可燃成分的燃烧容易引起大气污染。生物浸出法是利用微生物将废旧含钴锂离子电池中的有价金属转化成金属离子溶液，进而进行回收的一种方法，然而生物浸出法存在回收周期长、回收效率低、钴、锂提纯难度大等问题。

综上，虽然目前从废旧含钴锂离子电池正极材料快速活性材料的方法很多，但这些方法在不同程度上存在操作工艺复杂、酸碱液消耗大、钴锂回收效率低、回收周期长、环境污染等问题。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种从废旧含钴锂离子电池正极材料回收活性材料的方法，该回收方法操作工艺简单、不涉及酸碱液使用、钴锂回收效率高、回收周期短、铝集流体损失率小。

技术方案：本发明所述的从废旧含钴锂离子电池正极材料回收活性材料的方法，包括以下步骤：

(1)称取过二硫酸盐和草酸盐，溶于水，配制成脱洗剂；

(2)将废旧含钴锂电池正极材料浸入脱洗剂中，超声加热处理，正极材料从铝集流体上溶解、脱附，取出铝集流体，得到脱洗液；

(3)将脱洗液进行固液分离处理，得到固态浆体，再进行水洗、分离处理，得到水洗固态浆体；

(4)将水洗固态浆体进行热分解处理，得到活性材料。

其中，所述步骤(2)还包括将取出的铝集流体用水冲洗，回收冲洗液，并与脱洗液混合，将混合液进行后续步骤(3)和(4)的处理，回收冲洗液可以提高钴锂的回收率。