[发明专利]低氧裂解综合回收废旧锂电池的方法

说明书

本发明公开了一种低氧裂解综合回收废旧锂电池的方法，包括：S1采用氯化钠溶液对待回收废旧锂电池浸泡的方法对其进行放电，并在封闭的环境中对放电后的废旧锂电池进行破碎得到破碎颗粒；S2在低氧环境中对步骤S1中得到的破碎颗粒进行裂解，并使用碳粉当还原剂将部分金属还原，多余的碳粉烧尽，得到金属和正极材料粉末；S3采用辊压研磨及振动筛分的方法从步骤S2获得的裂解产物中将单质金属分离出来，得到正极材料；S4在步骤S3中获得的正极材料中添加双氧水作还原剂，采用硫酸进行酸溶回收，获得含Ni²⁺、Co³⁺、Mn³⁺和Li⁺的溶液待萃取分离。有效解决现有技术中废旧锂电池回收过程前端流程长和电解质挥发易污染等问题，大大地降低了环境污染的风险。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池回收技术领域，尤其涉及一种低氧裂解综合回收废旧锂电池的方法。

背景技术

随着电动汽车的高速发展，动力锂电池的需求逐年增加，进入退役期的锂电池也越来越多，如何做好锂电池的回收成为了一个研究热点。锂电池主要由正极材料、负极材料、电解质及隔膜四部分构成，其中，正极材料价值量最高，也是目前的回收重点。以三元锂电池为例，成本中正极材料占比约35%，负极材料、电解液和隔膜占比分别约5%、8%和8%。但是，在回收过程中，正极材料中的镍/钴/锰等金属离子、负极材料中的碳粉尘、电解质中的强碱和重金属离子都有可能造成重金属污染或有机物污染，通过食物链进入人和动物体内，严重影响环境质量及人类的健康。

目前，国内公布的关于锂电池回收的大部分专利中，大体顺序为拆解、多级破碎（CN109046723 A）、热解剥离集流体（CN105514519 A和CN105449305 A）和分选（CN208226042 U和 CN 105914419 A），其中，分选包括人工分选、磁选、重力风选和涡流分选等，得到正极材料后采用湿法冶金方式（CN109234546 A）浸出、萃取分离和沉淀获得高纯单一碳酸锂、氢氧化钴等原料。电解液需要额外设备和工艺进行回收处置（CN208460917 U和CN106030894A）。虽然上述方法能够回收锂电池中的部分材料，但是存在拆解过程中电解质挥发，遇水或氧分解后造成工人工作环境恶劣、腐蚀设备等问题。另外，前期分选塑料、金属和正负极材料工艺流程长，设备投入多。

发明内容

本发明的目的是提供一种低氧裂解综合回收废旧锂电池的方法，有效解决现有废旧锂电池回收过程中，流程长及电解质挥发易污染等问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种低氧裂解综合回收废旧锂电池的方法，包括：

S1 采用氯化钠溶液对待回收废旧锂电池浸泡的方法对其进行放电，并在封闭的环境中对放电后的废旧锂电池进行破碎得到破碎颗粒；

S2 在低氧环境中对步骤S1中得到的破碎颗粒进行裂解，并使用碳粉当还原剂将部分金属还原，多余的碳粉烧尽，得到金属和正极材料粉末；

S3 采用辊压研磨及振动筛分的方法从步骤S2获得的裂解产物中将单质金属分离出来，得到正极材料；

S4 在步骤S3中获得的正极材料中添加双氧水作还原剂，采用硫酸进行酸溶回收，获得含Ni²⁺、Co³⁺、Mn³⁺和Li⁺的溶液待萃取分离。

进一步优选地，在步骤S1中，采用浓度为0.2~2mol/L的氯化钠溶液对废旧锂电池浸泡4~24h后，在温度为80~120℃的条件下烘干并投入破碎机，在封闭的环境中由氮气保护对其进行破碎，破碎温度控制在80~150℃且破碎粒径小于1mm。