[发明专利]一种废旧锂离子电池正极金属回收的方法

说明书

本发明属于废旧锂离子电池回收领域，提供了一种废旧锂离子电池正极金属回收的方法，从锂电池中拆解出正极片，按照6g/L～8g/L的固液比将正极片放入低共熔溶剂中，在150℃～300℃条件下，正极片与低共熔溶剂进行反应使正极片中的金属浸出，得到浸出液及铝箔，然后将浸出液过滤得到含有金属的离子的绿色透明滤液。低共熔溶剂不与金属单质反应，能够在不分离铝箔的前提下完成浸出，极大简化了前处理过程，采用电沉积或萃取的方法能够从滤液中回收金属。低共熔溶剂能够重复利用，而得到的完整铝箔可以再次应用到电池的生产加工中。本发明将低共熔溶剂的应用扩展到了锂离子电池回收领域，简单易行、节能环保，避免了二次污染严重，促进了双方的发展。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧锂离子电池正极金属回收的方法。

背景技术

上世纪90年代锂离子电池由日本索尼公司发明出来后，因其具有能量密度高、自放电率低、无记忆效应、循环次数更多等优异性能，被广泛应用到智能手机、笔记本电脑等电子设备中，这不仅极大的推广了便携电子设备的普及，也开阔了锂离子电池的市场。但近年来，由于锂离子电池的大量应用，尤其在新能源汽车领域的迅速发展，未来将会迎来锂离子电池退役高潮。锂离子电池中含有的有毒物质和金属元素对环境和人体造成危害，如果处理不当，会影响锂离子电池自身的可持续发展。同时由于锂离子电池中的金属元素具有很高的回收价值，所以无论从经济角度还是环境角度来看，对废旧锂离子电池中金属的回收都十分有必要。

目前对废旧锂离子电池正极金属的回收，所采用的工艺通常是湿法冶金和火法冶金工艺。湿法冶金对比火法冶金具有能耗低、二次污染小的特点而得到更加广泛的研究。但是由于用到各种有机酸或无机酸作为金属浸出剂(硫酸，醋酸等)，还有还原剂的选择应用(过氧化氢等)，外加浸出前的复杂预处理过程(正极活性材料通过化学法或热处理来与铝箔分离)，使得整个湿法工艺复杂冗长且存在潜在的污染问题。

低共熔溶剂对金属氧化物浸出不需要额外的还原剂，而且溶剂合成简单，原料低廉，可生物降解。但是目前尚未见将其应用到电池回收领域的报道。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种废旧锂离子电池正极金属回收的方法，不需要额外的还原剂，简单高效易行，避免了二次污染。

本发明提供了一种废旧锂离子电池正极金属回收的方法，具有这样的特征，包括：步骤1，从锂电池中拆解出正极片，按照6g/L～8g/L的固液比，将正极片放入盛有低共熔溶剂的容器中；步骤2，将容器升温到150℃～300℃，正极片与低共熔溶剂进行反应使正极片中的金属浸出，得到浸出液及铝箔；步骤3，在容器降温至室温后将浸出液过滤，得到含有金属的离子的绿色透明溶液，其中，低共熔溶剂由氯化胆碱与乙二醇按照1∶2的摩尔比配制得到。

在本发明提供的废旧锂离子电池正极金属回收的方法中，还可以具有这样的特征：其中，低共熔溶剂的配制方法为：将氯化胆碱与乙二醇按照1∶2的摩尔比混合后，在70℃～80℃下不断搅拌，直至形成澄清透明的液体，保存在玻璃瓶中，于60℃～70℃温度下保存。

在本发明提供的废旧锂离子电池正极金属回收的方法中，还可以具有这样的特征：其中，容器为密闭容器。

在本发明提供的废旧锂离子电池正极金属回收的方法中，还可以具有这样的特征：其中，密闭容器为高压反应釜。

在本发明提供的废旧锂离子电池正极金属回收的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，将高压反应釜放置于高温烘箱中以5℃/min的升温速率升温到200℃，并保温24h～48h，使正极片与低共熔溶剂进行反应。

在本发明提供的废旧锂离子电池正极金属回收的方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中，用0.45um滤膜过滤浸出液过滤，得到固体滤渣及滤液。