[发明专利]用于使废锂离子电池单元再循环的方法

权利要求书

1.用于从含镍的废锂离子电池中回收过渡金属的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(a)在H₂存在下，将含锂的过渡金属氧化物材料加热至在200至900℃的范围内的温度，所述材料源于锂离子电池并且包含作为杂质的氟化合物和/或磷化合物，

(b)用水性介质处理在步骤(a)中获得的产物，

(c)用于从步骤(b)的固体残留物中去除Ni的固-固分离，

(d)从在步骤(b)中获得的溶液中回收作为氢氧化物或盐的Li，以及

(e)从在步骤(c)中获得的固体Ni-浓缩物中提取Ni以及如果适用的话Co。

2.用于从含镍的废锂离子电池中回收过渡金属的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(a)在H2存在下，将含锂的过渡金属氧化物材料加热至在200至900℃的范围内的温度，

(b)用水性介质处理在步骤(a)中获得的产物，

(c)用于从步骤(b)的固体残留物中去除Ni的固-固分离，

(d)从在步骤(b)中获得的溶液中回收作为氢氧化物或盐的Li，以及

(e)从在步骤(c)中获得的固体Ni-浓缩物中提取Ni以及如果适用的话Co，

其中在步骤(a)中加热的含锂的过渡金属氧化物材料源于锂离子电池，并且包含相对于所述含锂的过渡金属氧化物材料的重量在按重量计2％至8％的范围内的氟和/或在按重量计0.2％至2％的范围内的磷。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(a)中的加热温度是范围350至500℃，并且优选地在步骤(a)中存在按体积计35％或更多的氢气，并且在步骤(a)中的加热温度是范围350至450℃。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其中，在步骤(a)中使用的含锂的过渡金属氧化物材料是从锂离子电池中机械去除壳体、布线或电路并放电之后获得的，并且其中在使所述材料经受本步骤(a)之前，所述材料不暴露于氧化性条件下的400℃或更高的温度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤(e)包括以下中的一个或多个：

-熔炼在步骤(c)中获得的固体Ni-浓缩物；

-用选自以下的酸处理在步骤(c)中获得的固体Ni-浓缩物：硫酸、盐酸、硝酸、甲磺酸、草酸和柠檬酸或前述的至少两种的组合；

-用碳酸(氢)铵处理在步骤(c)中获得的Ni-浓缩物；

优选地，上述步骤中之一。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，步骤(e)包括用碱处理在步骤(c)中获得的Ni-浓缩物；所述碱诸如氨，胺、氨、碳酸铵的水性溶液或者氨和二氧化碳的混合物。

7.根据权利要求5和6中任一项所述的方法，其中，用氨或碱金属氢氧化物处理含Ni和如果适用的话Co盐的溶液，以获得pH值在2.5至8的范围内的溶液。

8.根据权利要求5和6中任一项所述的方法，其中，用金属镍、金属钴或金属锰或前述的至少两种的任何组合处理含Ni和如果适用的话Co盐的溶液。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)之前，通过干式固-固分离方法去除碳或有机聚合物。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括其中，在步骤(d)中，回收作为氢氧化锂的锂。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括其中，在步骤(d)中，借助于沉淀回收作为碳酸盐的锂。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括额外的步骤(f)，其中步骤(f)包括例如通过将pH值升高至大于8来使镍和如果适用的话钴和/或锰作为(混合的)氢氧化物、羟基氧化物或碳酸盐沉淀；并且其中步骤(f)优选地通过添加选自由以下组成的组中的至少一种试剂来进行：氢氧化锂、氢氧化钠、氨和氢氧化钾。