[发明专利]基于电解硫酸钠的废旧三元动力锂离子电池绿色回收方法

说明书

本发明涉一种基于电解硫酸钠的废旧三元动力锂离子电池绿色回收方法，主要包括以下步骤：1)将三元锂离子电池进行拆解与预处理；2)对有机相和粘结剂进行去除；3)电解硫酸钠，制备硫酸和氢氧化钠溶液；4)对三元锂离子电池中的铝进行沉淀分离；5)对电极材料粉末进行浸出；6)对镍钴锰锂进行沉淀及回收。本发明提出一种基于电解硫酸钠的废旧三元动力锂离子电池绿色回收方法，以硫酸钠电解生产的酸、碱溶液为浸出剂，对废旧三元动力锂离子电池中有价金属进行综合回收再利用，且整个过程不使用强酸、强碱，不产生废液，绿色环保。

技术领域

本发明属于电池回收技术领域，具体涉及一种基于电解硫酸钠的废旧三元动力锂离子电池绿色回收方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车的迅猛发展，动力汽车电池材料的循环利用成了研究和发展的热点问题。三元动力锂离子电池和其他锂离子电池的组成相同，主要包括外壳、正极、负极、有机电解质和隔膜等。常规三元电池的负极通常是涂有负极活性物质(石墨)、水溶性黏合剂丁苯橡胶(SBR)和添加剂等混合物的铜片；正极是涂有正极活性物质(镍钴锰酸锂、镍钴铝锂等)、有机黏结剂如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等和添加剂的混合物的铝片；隔膜一般为多孔聚乙烯或聚丙烯；电解液由电解质和有机溶剂组成，电解质通常为1mol/L的六氟磷酸锂(LiPF₆)，有机溶剂多为碳酸酯类。

传统的废旧电池的处理主要包括：填埋、焚烧、回收再利用。填埋是指大多数的废旧日用小型电池没有与城市固体垃圾分离开，一起被送往填埋场或废弃矿井深埋，会导致土壤中重金属含量超标。焚烧也是没有将废旧电池与城市固体垃圾分离开，直接送到焚烧厂一起焚烧，这个过程中会形成有害气体，造成大气污染。而回收再利用是一种处理废旧电池的有效方式，其前提是将废旧电池与城市垃圾分离开或单独回收，再采用适当等方式实现电池材料的循环利用。这种方式不仅能够有效解决环境问题，还能够缓解部分有色金属资源短缺的压力。

废旧三元动力锂离子电池中含有大量的有价金属，通常，Co约占5-20％，Ni约占5-12％，Mn约占7-10％，Li约占2-5％，而我国钴、锂、镍等金属资源供需严重不平衡。因此，废旧三元动力锂离子电池的回收不仅能缓解资源紧张局面，而且可以带来较大的经济效益。随着国内环境保护要求的提高，现在常用的回收方法由于存在废气、废液或固体废弃物排放等问题受到了限制，亟需开发一种绿色环保的三元锂离子电池材料循环利用方法。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种基于电解硫酸钠的废旧三元动力锂离子电池绿色回收方法，以硫酸钠电解生产的酸、碱溶液为浸出剂，对废旧三元动力锂离子电池中有价金属进行综合回收再利用，且整个过程不使用强酸、强碱，不产生废液，绿色环保。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于电解硫酸钠的废旧三元动力锂离子电池绿色回收方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将三元锂离子电池进行拆解与预处理；

2)对有机相和粘结剂进行去除；

3)电解硫酸钠，制备硫酸和氢氧化钠溶液；

4)对三元锂离子电池中的铝进行沉淀分离；

5)对电极材料粉末进行浸出；

6)对镍钴锰锂进行沉淀及回收。

进一步地，步骤1)具体包括：

将废旧三元锂离子电池深度放电、干燥并拆解，拆解时对金属外壳、塑料、电池隔膜进行分类回收；负极、正极材料分类再分别进行回收；负极材料回收时将负极材料在140-180℃下加热3-5h，然后通风橱内震动炭黑、石墨等会从铜片上散落，将铜片和炭黑等进行分类回收备用；将分类好的正极活性材料使用撕碎机进行撕碎，再使用粉碎机进行粉碎；将粉碎后的活性材料回收备用。