[发明专利]一种基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法有效

专利信息
申请号: 202010166420.2 申请日: 2020-03-11
公开(公告)号: CN111430830B 公开(公告)日: 2021-07-27
发明(设计)人: 周向阳;杨娟;唐晶晶;王辉;周昊宸;马亚赟;刘晓剑;王鹏;周进辉;周向清;周昶猷 申请(专利权)人: 中南大学;湖南烯富环保科技有限公司;湖南宸宇富基新能源科技有限公司
主分类号: H01M10/54 分类号: H01M10/54
代理公司: 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 代理人: 盛武生;魏娟
地址: 410083 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 体系 废旧 锂电池 正极 中有价 组分 回收 方法
【权利要求书】:

1.一种基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,将废旧正极材料、氯化铵和熔盐混合后制成球团,随后进行热处理;随后分离溶盐熔融体,得到富集有正极有价元素的反应渣;

所述的熔盐的熔点为180~280℃;

所述的热处理温度大于或等于熔盐的熔点;

所述的废旧正极材料中包含正极活性材料和铝集流体;

所述的熔盐为碱金属的卤化物、硝酸盐、氢氧化物、硫酸盐、醋酸盐中的两种及以上的复配盐;所述的碱金属为锂。

2.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,所述的熔盐为0.62xLiNO3-0.38xLiOH-(1-x)CH3COOLi;0.6≤x≤0.8;0.59LiNO3-0.41LiOH;0.88LiNO3-0.12LiCl中的任意一种。

3.如权利要求2所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,所述熔盐的制备步骤为:获得各熔盐成分,然后按液固比(0.5:1)~(1:1)加入去离子水中搅拌均匀,紧接着置于氩气或氮气保护的反应炉中,首先在80-100℃恒温12-24h,然后升温到较熔盐体系理论熔点高20~120℃温度后保温2-4小时,之后在惰性气体保护下随炉冷却;从炉内取出来的冷却料细磨到200目以下,即得。

4.如权利要求1~3任一项所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,废旧正极材料、氯化铵和熔盐热处理的质量比为(1-3):(2-4): (4-6)。

5.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,所述的废旧正极材料为废旧正极片在400~450℃热处理得到的材料。

6.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,所述的废旧正极材料包含铝集流体、导电剂与正极活性材料。

7.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,废旧正极材料的粒径为200-400目。

8.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,所述的废旧正极材料中的正极活性材料为镍、钴、锰三元正极活性材料。

9.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,将所述的废旧正极材料、氯化铵和熔盐混合后压制成球团后再进行所述的热处理。

10.如权利要求9所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,球团的粒径为20-50mm。

11.如权利要求9所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,所述的热处理的温度为熔盐的熔点温度的1~2倍。

12.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,热处理的时间为60min-120min;

热处理过程中,采用碱液回收热处理过程中排出的尾气;并从尾气吸收液中回收得到氢氧化铝。

13.如权利要求12所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,所述的碱液为氢氧化锂溶液。

14.如权利要求1所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,反应渣经水浸处理,固液分离,得到碳渣和富集有正极有价元素的浸出液。

15.如权利要求14所述的基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法,其特征在于,将碳渣进行除杂处理,步骤为:将碳渣置于盐酸、硝酸的混合酸液中,处理,随后固液分离,将分离得到的固体用水洗涤、干燥,过筛,回收得到导电剂。

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