[发明专利]一种回收废弃锂离子电池正极活性材料的方法

说明书

一种回收废弃锂离子电池正极活性材料的方法，属于湿法冶金领域。以废弃锂离子电池正极活性材料(Li_21.4Ni_1.5Co_7.6MnO_4.5)为原料，深共晶溶剂(乙二醇和二水合草酸形成的溶液)为浸出体系，浸出结束后，一步得到仅含锂的浸出溶液和镍钴锰的二水合草酸盐沉淀，实现锂和镍钴锰的高效分离与回收，其中，乙二醇为溶剂，二水合草酸为还原剂和配位剂。首先，将乙二醇和二水合草酸进行混合加热搅拌得到深共晶溶剂。随后，在水浴条件下，将镍钴锰酸锂粉末与所制备的深共晶溶剂进行混合搅拌，实现了废弃锂离子电池正极活性材料中锂和镍钴锰的高效分离与回收。本发明采用乙二醇和二水合草酸组成的一种双功能深共晶溶剂作为浸出体系，锂和镍钴锰的回收效率均达到99％以上。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，采用湿法冶金的方法，以双功能深共晶溶剂(乙二醇和二水草酸形成的溶液)作为浸出体系，一步实现了废弃锂离子电池正极活性材料中锂和镍钴锰的高效分离与回收。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、充放电效率高、温度适用范围宽和工作寿命长等优势，被广泛用于各类可移动设备，包括手机、笔记本电脑、数码相机和电动汽车等，与人们的日常生活越发息息相关。其中，镍钴锰酸锂电池具有稳定性好、循环性能优异、低成本、高容量的优势，总的市场占比超过50％((1)孟奇,昆明理工大学.2018.(2)荆广坤,北京科技2020.)。

我国是世界上最大的锂离子电池生产国和消费国，仅2020年，中国的锂电池产量就达到188.5亿只，并累计产生50万吨废弃锂离子电池。然而，超过50％的废弃锂离子电池未被回收利用，造成了严重的环境污染(有毒的电解液和重金属)和金属资源浪费(镍、钴、锰、锂等)。废弃锂离子电池回收的研究主要关注从高附加值的正极活性材料中回收钴、锂等有价金属。传统的火法冶金工艺会造成粉尘污染，能耗较高且金属回收率较低。使用无机酸水溶液浸出的湿法冶金工艺能耗低且金属回收率高，但会产生大量难降解的酸性废水(Y.L.Yao,M.Y.Zhu,Z.Zhuo,B.H.Tong,Y.Q.Fan,Z.S.Hua,ACS Sustainable Chem.Eng.11(2018).13611-13627.)。