[发明专利]一种从废旧三元材料中回收有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧三元材料中回收有价金属的方法，通过电极预处理、金属离子浸出、金属盐溶液配制、回收碳酸锂。本发明通过混合酸浸法回收三元材料的有价金属离子，并制成镍钴锰前驱体，该方法操作简单，无需额外加入还原剂，成本投入低且金属回收率高。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种从废旧三元材料中回收有价金属的方法。

背景技术

锂离子电池自1992年进入市场以来，凭借其性能优势逐步取代传统的铅酸等电池成为了市场上主流的可充电式电池。其能量密度高、体积小、使用寿命长，被广泛地应用于便携式移动设备和电动汽车。近年来，在减税和补贴等一系列优惠政策下，我国的新能源汽车行业进入了高速发展的阶段，2019年，我国新能源汽车销量超120.6万辆，新能源汽车发展长期向好没有改变。相应的，作为新能源汽车的核心部件，锂离子电池的产量也在急剧增加，根据高工锂电统计显示，我国动力锂离子电池装机量在2013年仅为0.78GWh，而在2019年装机量则高达62.38GWh。

动力锂离子电池的寿命一般在4～6年，故此估计，锂离子动力电池将会在2020年左右迎来退役的高峰期，数量如此之多的废旧锂离子电池，如果没有先进的回收处理体系，将会造成大量的资源浪费和环境污染。

目前，已经有一些学者对锂离子电池的回收进行了研究，主要使用到的方法有：机械分离法、酸浸法、生物浸出法、溶剂萃取法等。

CN109722540A提出了一种酸浸法回收三元材料中有价金属的方法，其主要流程为：正极材料酸浸液中加入碱，除去铁、铝，过滤；滤液加碱，沉淀出镍钴锰，过滤，滤液为含锂离子回收液，滤渣为氢氧化镍钴锰；滤渣加酸溶解，过滤，滤液为含镍、钴、锰离子回收液，滤渣含二氧化锰；滤渣加水和双氧水溶解，过滤，滤液为含锰离子回收液，滤渣为一般废弃物。该方法只是将酸浸液中的锂与镍、钴、锰离子分离，且反应过程中使用了大量酸、碱和双氧水，腐蚀性较大，操作时有一定的危险，在除铁、铝的时候会带走一部分镍钴锰，造成镍、钴、锰离子的损失。

CN108878866A三元动力电池中金属材料的回收方法，首先将正负极混合粉末加入磷酸溶液中反应，过滤得到第一溶液；向第一溶液中加入高锰酸钾溶液，过滤得二氧化锰和第二溶液；向第二溶液中加入丁二酮肟，过滤得丁二酮肟镍和第三溶液，丁二酮肟镍溶于盐酸得第四溶液，对第四溶液电沉积回收金属镍；通过混合萃取剂萃取第三溶液中的钴离子，分离可得有机相和第五溶液，硫酸反萃取回收有机相中的钴离子的第六溶液，对第六溶液电沉积回收金属钴；将碳酸钠溶液加入到第五溶液中，沉淀得碳酸锂。该方法能有效地对镍、钴、锰、锂离子进行单独的回收，但是工艺过程比较复杂，且到了一些有毒的有机试剂，而电沉积的能耗非常高，使回收的成本投入较大。

因此，一种操作简单，成本低并且使用效率较高的回收方法是迫切需要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的回收方法大量使用化学试剂，存在安全隐患的同时还易造成环境污染；并且酸浸时要加入还原剂，容易引入杂质，且增加成本；同时现有的回收方法，浸出效率偏低，因此，本发明提供一种从废旧三元材料中回收有价金属的方法，解决回收金属的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种从废旧三元材料中回收有价金属的方法，包括以下步骤：

(1)电极预处理：将废旧电池置于盐溶液中放电一段时间，放电完成后机械破碎电池的外壳取出正极极片，所述正极极片通过热解脱胶使活性物质与集流体分离，活性物质机械粉碎为小颗粒；盐溶液为氯化钠水溶液，正极极片中镍、钴、锰摩尔比为3:3:3、5:2:3、6:2:2：、7:1.5:1.5:、8:1:1中的一种或多种。

(2)金属离子浸出：粉碎后的活性物质颗粒置于混合酸溶液中，搅拌一段时间后过滤得到含有价金属离子的滤液；