[发明专利]一种废旧锂电池中钴酸锂的回收方法

说明书

本发明涉及锂电池正极材料回收与修复再生处理领域，为了克服现有的钴酸锂回收方法回收产物的纯度低，无法直接回收钴酸锂的不足，提供一种废旧锂电池中钴酸锂的回收方法。经拆解、裁减、煅烧、分级分离得到钴酸锂粗粉，再经还原性酸溶液浸出、配体络合、氧化、分离得到络合物溶液，通过调节钴、锂元素的浓度比，对络合物溶液干燥、煅烧、粉碎得到再生钴酸锂。本发明的方法简单高效，实现了钴酸锂的再生回收利用，得到的钴酸锂纯度高、性能优良，具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及锂电池正极材料回收与修复再生处理领域，尤其是一种废旧锂电池中钴酸锂的回收方法。

背景技术

锂离子电池具有体积小、能量密度大、没有记忆效应且工作范围较宽的优点，在移动设备、电动汽车等领域得到越来越广泛的应用，其中，钴酸锂电池主要用作手机、笔记本电脑等小型便携式电子设备的电源。钴酸锂电池的使用寿命一般为2-3年，失效后的电池如果不作处理任意废弃，那么不但它含有的重金属会对环境产生污染，而且钴、锂等贵金属不回收也是一种资源浪费。随着便携式电子设备的广泛应用，钴酸锂电池的使用量逐年增加，所以废旧钴酸锂电池回收利用研究是一项十分必要且紧迫的工作。

目前，锂电池中金属元素回收的各种方法主要是基于干法冶金、生物冶金和湿法冶金等冶金技术原理而建立的。湿法冶金法在锂电池回收中常用酸浸法，利用盐酸、硫酸、硝酸等无机强酸浸出有价金属离子，然后再使这些金属离子成盐后沉淀出来得以回收。无机酸在浸出过程中会释放C_l2、SO₃和NOx等有害气体，废酸也对环境构成威胁。

中国专利公开号CN108258351A，公开了一种废旧钴酸锂电池的正极材料的回收方法，其特征在于，包括下述步骤：将钴酸锂电池的正极在400～700℃下煅烧0.5～3小时，得到钴酸锂粉末；将钴酸锂粉末、酸性溶液及过氧化氢混合，并于超声波环境下搅拌反应，得到反应液；将反应液与草酸混合，并在40～100℃的条件下反应，经过滤，得到滤液及草酸钴；将滤液与碳酸钠混合反应，得到碳酸锂。其不足之处在于，草酸根离子和碳酸根离子并不能特异性与钴离子和锂离子结合，在沉淀过程中会有大量的杂质生成，降低了回收产物的纯度，且回收得到的是草酸钴和碳酸锂，仍需进一步处理方能得到钴酸锂，没有达到对钴酸锂整体回收的效果。

发明内容

本发明是为了克服现有的钴酸锂回收方法回收产物的纯度低，无法直接回收钴酸锂的不足，提供一种回收产物纯度高，可直接得到钴酸锂的废旧锂电池中钴酸锂的回收方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种废旧锂电池中钴酸锂的回收方法，包括以下步骤：

A.将废旧锂电池彻底放电，拆解正极片；

B.对步骤A所得正极片进行裁剪、真空煅烧、粉碎得到正极粉体；

C.对步骤B所得正极粉体进行分级分离，得到钴酸锂粗粉；

D. 将步骤C所得钴酸锂粗粉于还原性酸溶液中浸出，加入配体溶液进行络合后再加入氧化剂氧化，分离得络合物溶液；

E. 调节步骤D所得络合物溶液中钴、锂元素浓度比，干燥，煅烧，粉碎得再生钴酸锂。

通过煅烧、粉碎、分级分离得到钴酸锂粗粉，对正极材料中的杂质进行初步的分离，再经浸出后在配体作用下稳定得到低杂质含量的络合物溶液，调整价态后再调节络合物溶液中钴、锂元素的浓度比，干燥、煅烧、粉碎后即可得到高纯度钴酸锂，本发明的方法简单易操作，可直接得到高纯度的钴酸锂，方便了钴酸锂的回收再利用。

优选的，步骤B中，真空煅烧的温度为400~550℃，煅烧时间为0.5~3h，真空度为-0.1MPa~-1MPa。

优选的，步骤C中，分级分离方式为超声振动筛分级，超声振动筛分两层，上层震动筛目数50~100目，下层震动筛目数为250~350目。

优选的，步骤C中，钴酸锂粗粉为下层振动筛筛下部分。