[发明专利]一种从报废锂离子电池中回收镍钴锰的方法

说明书

本发明涉及一种从报废锂离子电池中回收镍钴锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，以报废的锂离子全电池废料为原料，经NaOH溶液碱浸，反应完成后，过滤，得到包含Co、Ni、Mn、Fe、Cu金属元素的石墨负极粉滤渣以及主要成分为NaAlO₂的滤液；步骤二，将得到的石墨负极粉滤渣加入H₂SO₄和H₂O₂的混合溶液，反应完成后，过滤，得到含有Co、Ni、Mn、Fe、Cu金属元素的浸出液以及滤渣；步骤三，将得到的浸出液加入NaOH调节PH值，除去滤液中的Fe，过滤；步骤四，将步骤三中得到的滤液加入Na₂CO₃，过滤；步骤五，将步骤四中得到滤液加入NaOH调节PH值，过滤，滤渣烘干；步骤六，将步骤五中得到的滤渣添加H₂SO₄以及H₂O₂混合溶液，溶解滤渣至中性，烘干，得到硫酸镍钴锰的混合物。

技术领域

本发明涉及锂离子电池回收技术，特别是一种从报废锂离子电池中回收镍钴锰的方法。

背景技术

锂离子电池能量密度高、重量轻、寿命长且无记忆性，近年来被广泛应用于电子通讯、仪器仪表、计算机以及新能源汽车等领域。目前，随着我国经济技术的快速发展，我国已经成为世界上锂离子生产和消费大国。而锂离子电池经过几百至几千次的循环过后，将会不可避免的面临容量下降、性能衰减等问题，最终退役成为报废电池。巨大的电池消费带来巨量的报废电池。回收报废锂离子电池，不仅可以回收大量的Al、Cu以及稀缺元素Co等富有价值的金属元素，还避免了报废电池中有机和无机化合物危害环境。因此，无论是从资源节约还是从环境保护来看，报废锂离子电池的回收均具有重要的意义和实用价值。

目前，国内对于报废锂离子电池的回收研究尚处于起步阶段，且大部分研究只针对钴酸锂电池的正极片进行回收，对报废电池原料选择性要求较高。如专利CN1747224A中介绍了利用N-甲基-2-吡咯烷酮液体浸泡，将报废锂离子电池正极片中的Li_xCoO₂与集流体分离，再利用硝酸或盐酸溶解，浸出液中添加NH₃·H₂0形成沉淀，通过加入表面活性剂以及适量的LiOH，调整Li浓度，过滤干燥后煅烧，得到具有活性的Li_xCoO₂；专利CN105907977A 中介绍用硫酸和亚硫酸钠在超声条件下浸出，硫化钠除杂后，分别用草酸和CO₂沉淀钴以及锂，将沉淀物草酸钴以及碳酸锂混合焙烧得到钴酸锂粉末；专利CN103224257A中介绍了利用有机溶剂分离报废锂离子电池正极片中的粉体和集流体，过滤后向正极粉料中添加含氟有机物，混合均匀后进行焙烧，焙烧后水洗烘干得到Co₃O₄材料。对于全电池粉料的回收，高纯度产物一般多用萃取法，如吴芳在《中国有色金属学报》介绍采用碱溶解，酸浸出，P204萃取分离钴、锂，反萃回收硫酸钴；

针对报废锂离子电池回收主要有以下几种方法:(1)萃取法，利用碱浸酸浸等方法提取报废锂离子电池粉料中的钴、锂等元素，再利用萃取剂进行萃取分离并除杂，最终得到纯度较高的钴、锂；(2)利用有机溶剂分离正极粉料和集流体，碱浸或萃取除杂后，通过加入沉淀剂以及锂源，高温再生，得到有活性的Li_xCoO₂；(3)利用硫酸和亚硫酸钠混合溶液在超声波条件下浸出报废电池粉料，利用硫化钠除杂，草酸沉淀得到草酸钴， CO₂沉淀得到碳酸锂，将草酸钴以及碳酸锂混合后焙烧，得到钴酸锂粉末。方法(1)虽然可以获得纯度较高的产物，但是工艺成本高，流程复杂。方法(2)(3)虽可以获得钴酸锂粉料，但对于原料的选择性要求高，只针对拆解、分离后的正极极片粉。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种对原料选择性要求低，成本低，能耗低且工艺简单的从报废锂离子电池全电池破碎粉料中回收Co、Ni、Mn等有价值元素的方法，且此方法回收产物纯度高，可直接作为三元电池前驱体的原料。