[发明专利]锂离子电池的回收利用方法

说明书

本发明涉及锂离子电池的回收利用方法。具体地，本发明涉及用于从废旧可充电电池，特别是从钴含量相对较低的废旧锂离子电池中回收金属和热的方法。具体地讲，发现可以按如下方法在铜熔炉中处理此类低钴的锂离子电池：‑向所述熔炉加入有效炉料和造渣剂；‑加入载热介质和还原剂；其中至少部分载热介质和/或还原剂被含金属铁、金属铝和碳中的一种或多种元素的锂离子电池取代。在所述铜熔炉中使用废旧LFP或LMO电池作为原料，增加粗铜产率，同时化石源能耗降低。

本申请是国际申请日2014年11月25日、国际申请号PCT/EP2014/075500于2016年6月23日进入中国国家阶段、申请号201480070559.X、发明名称“锂离子电池的回收利用方法”的申请的分案申请。

本发明涉及用于从废旧可充电电池，特别是从钴含量相对较低的废旧锂离子电池中回收金属和热的方法。

在欧洲，金属循环利用的社会需求正催生出若干条指令。2006年9月6日公布的欧洲议会和理事会命令2006/66/EC涉及电池和蓄电池，以及废旧电池和蓄电池，规定了它们在EU(欧盟)内的生产和废弃方法。该指令于在2006年9月26日生效。

根据该指令，2012年6月11日发布的EU委员会条例No.493/2012规定了关于回收效率计算的详细规则。此条例自2014年1月1日起生效，适用于废旧电池和蓄电池的回收利用方法。回收利用目标是按平均重量计，镍-镉电池为75％，铅酸电池为65％，其他电池为50％。

已知有多种类型的电池回收利用方法。大部分方法包含机械预处理，通常首先是粉碎步骤，然后是物理分离。这样可获得具有不同组分的部分：然后对每种部分进行专门的化学处理，进一步分离和提炼其成分。

这些方法在例如“A laboratory-scale lithium-ion battery recyclingprocess,M.Contestabile,S.Panero,B.Scrosati,Journal of Power Sources92(2001)65-69”(“实验室级锂离子电池回收利用方法”，M.Contestabile，S.Panero，B.Scrosati，《Journal of Power Sources》，2001年，第92卷，第65-69页)和“Innovative Recycling ofLi-based Electric Vehicle Batteries,H.Wang,B.Friedrich,World of Metallurgy 66(2013),161-167(“Li基电动车辆电池的创新型回收利用方法”，H.Wang，B.Friedrich，《World of Metallurgy》，2013年，第66卷，第161-167页)”中提出。

但是，在处理锂离子电池时，粉碎和物理分离并不简单。电池中的锂会与空气中的水分剧烈反应，点燃电解质和隔膜。此外，回收的电池不一定是完全放电的：因此粉碎可能引起短路，造成大电流和局部高温。这种情形还会引起火灾。冷冻、真空或惰性气体技术减少了这种风险，但大大增加了预处理的复杂性。

熔炼方法允许将完整的电池，甚至完整的电池组或模块(只要团块的质量和尺寸允许进行合理的处理)直接送入熔炉，解决了这一问题。但是，由于没有预处理，把分离和精炼的负担完全转移到了化学处理。

此类方法在例如EP1589121和EP2480697中提出。这些方法的目的在于回收最有价值的金属，特别是镍和钴。但是，实现这一目标需要强还原性条件和高处理温度。