[发明专利]废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法

权利要求书

1.一种废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1将废旧锂离子电池放电处理，采用物理方法破碎后拆解分离出镍钴锰酸锂正极和硅碳负极混合粉料、电池外壳、铜箔、铝箔和隔膜；

S2将分离出的正、负极混合粉料与碳酸盐混合球磨后，在炉中以惰性气体条件下焙烧一定时间，使碳酸盐与所述正、负极混合粉料中的硅化合物以及拆解后残留的难溶于酸碱的三氧化二铝反应生成CO₂、Na₂O·SiO₂和Na₂O·Al₂O₃，所述CO₂与正、负极混合粉料中的石墨在惰性气氛的高温条件下反应生成具有还原性的气体CO，回收反应过程中生成的气体二氧化碳，所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸氢钠，碳酸钠或碳酸氢钠与镍钴锰酸锂的摩尔比为0.11-0.30；

S3将焙烧后的混合料放入稀碱溶液中过滤，得到滤液为铝的化合物和硅的化合物混合液，再将焙烧中生成的二氧化碳通入所述滤液中，使所述滤液中的硅、铝分离；

S4将S3步骤处理后的滤渣置于一定浓度的酸中溶解，浸取滤渣中Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺和Cu²⁺，所述的酸为无机酸或有机酸，浓度为0.5-2.5mol/L，所述滤渣与酸溶液的固液比为50-100g/L，温度50-90℃，反应时间2-3h；过滤除去石墨，使正极活性物质和负极活性物质分离，通过固相法回收负极材料；

S5将一定量的硫化物加入S4步骤的滤液中，调节pH值去除杂质铜；

S6将S5步骤处理后的滤液通过共沉淀法制备镍钴锰氢氧化物三元前驱体；

S7将S2步骤产生的二氧化碳通入S6步骤共沉淀法完成后的溶液中，升温浓缩结晶制备碳酸锂。

2.如权利要求1所述的废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，在S6步骤之前，先检测S5步骤处理后的滤液中的镍、钴、锰含量，然后按比例加入缺失的硫酸钴、硫酸锰和硫酸镍，再采用共沉淀法制备镍钴锰氢氧化物三元前驱体。

3.如权利要求1或2所述的废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述正、负极混合粉料与碳酸盐混合球磨后在惰性气体条件下焙烧温度600-900℃，焙烧时间0.8-1.5h。

4.如权利要求1或2所述的废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，所述的S3步骤中，所述的稀碱溶液中的碱为NaOH或LiOH，浓度为0.05-2mol/L，焙烧后的混合料与所述稀碱溶液的固液比为50-150g/L，反应时间2-3h，温度为常温至50℃，调节pH值6.5-8.5。

5.如权利要求1所述的废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，所述S4步骤中的无机酸为盐酸、硫酸、硝酸或碳酸中的至少一种，有机酸为酒石酸、草酸、苹果酸或枸椽酸中的至少一种。

6.如权利要求1或2所述的废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，所述S5步骤中，所述的硫化物为硫化钠或硫化铵，调节pH值为-2-1。

7.如权利要求1或2所述的废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，所述S7步骤中，升温浓缩结晶制备碳酸锂的结晶温度为80-90℃。

8.如权利要求2所述的废旧三元锂离子电池正负极混合材料回收方法，其特征在于，在所述S6步骤之前，使硫酸锰、硫酸镍和硫酸钴之间的摩尔比为2.98-3.02：4.97-5.1：1.98-2.01，再采用共沉淀法制备镍钴锰氢氧化物三元前驱体。