[发明专利]一种废旧锂电池正极片的综合回收方法

说明书

一种废旧锂电池正极片的综合回收方法，将正极边角料、报废正极片放入真空炉中煅烧，然后进行振打、筛分，得到正极活性物质，再将正极活性物质加入硫酸浸出液中进行二段浸出，过滤分离得到浸出渣碳和含镍、钴、锰和锂的浸出液；对浸出液加入活性炭进行吸附脱油和除硅，并往滤渣中补充碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰或碳酸锂，得到前躯体，将前躯体进行球磨、烧结、粉碎、研磨、过筛网，得到镍钴锰酸锂正极材料。本发明废旧锂电池正极片的回收具有工艺合理、分离成本低、无污染、无毒害等优点。

技术领域

本发明涉及镍钴锰锂电池废旧正极片回收利用领域，特别涉及一种废旧锂电池正极片的综合回收方法。

背景技术

锂离子电池是20世纪90年代迅速发展起来的新一代二次电池，广泛用于小型便携式电子通讯产品和电动交通工具。由于锂离子电池的使用寿命一般为3-5年，据预测，到2020年我国将产生25亿只，约52万吨废旧新能源动力电池，废旧动力电池将至少可以提供50%的原料供应。同时，新能源动力电池作为废弃电子产品已被每个国家定为危险废品，电池各个部分具有潜在危害，如果处理不当，它会对环境和人类健康造成系列伤害,因此，报废锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题也日益突出，如何合理处理废弃锂离子电池的问题不容忽视。锂离子的正极材料作为制造锂离子电池的关键材料，目前产业化的正极材料有：钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂（即三元材料）和镍钴锰锂，三元材料具有电化学容量高、循环性能好、合成容易等优点外，还具有比容量高、振实密度较大，能量密度大的特点，近年来其在锂电池中的占比越来越大，因此对锂离子电池中的Co、Ni、Mn、Li和Al等资源进行综合回收，具有重大的经济效益，同时对环境保护也具有重大的意义。

目前已报道的从废三元电池中回收金属并制备三元正极材料的方法有：专利CN201310736549报道了一种用添加了Na2SO3的硫酸溶液溶解废镍钴锰酸锂材料的方法。专利CN201310123337报道了一种废旧三元聚合物动力锂电池资源化的方法，废旧三元聚合物动力锂电池进行放电、拆解，电池极片用NaOH溶液浸泡、乙酸浸泡、丙酮浸泡、过滤烘干得到镍钴锰酸锂三元正极材料和碳负极材料。专利CN201210421198公开了一种由废旧动力电池制备镍钴锰酸锂的方法，将废旧电池的正极片粉碎、筛分、酸溶解，向波浪中加入镍盐、钴盐、锰盐和氨水，过滤、干燥，得到镍钴锰氢氧化物粉末，往镍钴锰氢氧化物粉末中加入碳酸锂，煅烧后得到镍钴锰酸锂。专利CN201110243034提供了一种废旧动力电池三元系正极材料处理方法，包括如下步骤：碱浸、酸浸出镍锂和锰钴、分离镍锂和锰钴、回收镍、回收锂、回收钴、回收锰。专利CN200810198972公开了一种以废旧锂离子电池为原料制备镍钴锰酸锂的方法，采用硫酸和双氧水体系浸出废锂离子电池中获得的正极材料，再经萃取除杂、溶液中镍、钴、锰元素摩尔比调整、碳酸铵调节pH值，得到的镍钴锰碳酸盐前驱体配入适量碳酸锂，高温烧结合成具有活性的镍钴锰酸锂电池材料。

目前，已报道的从废旧镍钴锰酸锂电池回收技术研究大多数的方法中是湿法冶金回收有价金属，回收过程中不可避免地产生废气和酸、有机物含量很高的废水，这对大气环境、水环境造成了严重的污染。其中火法煅烧再生的正极材料由于其含有其他杂质元素如Al含量过高，或者直接未除Al，通过湿法碱浸脱除或对后期的湿法冶金的处理方法在选择使用过量强酸完全浸出电池中的离子时，要增加一套除铝工序，且Al难以完全除尽，加大了成本，影响了产品的纯度和产品性能，难以达到三元动力电池对正极材料的国标要求。

因此，如何找到一种有效的使镍钴锰酸锂废极片如何分离铝箔，实现镍钴锰酸锂正极材料中Al含量在0.01%以下并分别全回收，通过活化浸出等方式分离含碳物质并提纯镍钴锰酸锂正极材料，从而达到各种有价物质分别分离并加以回收是有待进一步探索的难题。

发明内容