[发明专利]一种废旧锂-二氧化锰电池回收利用方法

说明书

本发明提出了一种废旧锂‑二氧化锰电池回收利用方法，本发明采用湿法分离、沉淀，高温煅烧的方法，实现废旧锂‑二氧化锰电池材料的再利用，得到另外一种高价值正极材料磷酸锰锂；本发明实现了废旧锂‑二氧化锰电池中锂、锰，甚至碳的回收利用，回收利用率高；本发明工艺简单，成本低、有价材料回收利用率高，产品附加值高，且产品极具市场前景。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种废旧锂-二氧化锰电池回收利用方法。

背景技术

锂-二氧化锰电池作为一种锂原电池，具有能量密度高，贮存时间长的特点，广泛运用于各类物联网、智能仪器仪表、智能安防、智能家居、GPS追踪器、RFID标签、国防军工以及其他领域。

作为一次电池，锂-二氧化锰电池不具备充电能力，使用过完就会报废，因此，每年都会有大量锂-二氧化锰电池需要报废处理。

目前锂-二氧化锰电池回收利用价值不高，主要是回收利用锰和锂，主要回收方法为湿法浸出，然后除杂、萃取/沉淀，分别得到锂和锰的化合物，该回收方法属于最低回收利用价值的方法，需要继续开发新的方法，提高产品附加值；此外，也有些采用将正极材料分离，然后补锂煅烧，得到锰酸锂。例如专利CN108808148A，通过氧化焙烧、酸浸和过滤实现了锂元素和锰元素的分离，所得富锂溶液再经加碱除杂和成盐得到碳酸锂，从而实现了锂元素和锰元素的单独回收，进而实现了磷酸锰锂正极材料的高效资源化利用。此方法得到的锰酸锂，成本低，但是性能比常规方法生产得到的材料性能差。

磷酸铁锂电池由于价格低廉、能量密度高、循环寿命长，广泛应用于储能和动力领域。目前磷酸铁锂比容量已经接近理论值，进一步提升空间有限，需要继续开发新一代磷酸盐体系正极材料。其中，磷酸锰锂作为与磷酸铁锂结构和理论容量一样的材料，具有更高的电压平台(4.1V)，比磷酸铁锂具有更高的能量密度，成为未来磷酸盐体系发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种废旧锂-二氧化锰电池回收利用方法，采用溶解+浸出的方法，将锂-二氧化锰电池中的锂和锰浸出至溶液中，通过共沉淀法得到锂锰的沉淀物，最后高温煅烧得到磷酸锰锂。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种废旧锂-二氧化锰电池回收利用方法，包括以下步骤，

S1，将废旧锂-二氧化锰电池拆解，分别得到废旧正极片、隔膜和锂片；

S2，将得到的隔膜、锂片放置于空气中，一定时间后，转移至水中，搅拌、过滤，得到滤液；

S3，将正极片剪成一定尺寸的小片，投入至上述滤液中，加热搅拌，待极片上物料完全脱离后，分离去除箔材，得到含有二氧化锰的浆料；

S4，向浆料中加入一定浓度的酸和还原剂，进行浸出，待完全浸出后，过滤得到滤液和滤渣；

S5，测试滤液中锂和锰含量，调整滤液中锂锰比例；

S6，缓慢加入磷酸盐溶液，待无沉淀后，停止加料；

S7，将上述浆料离心，洗涤，得到磷酸盐混合物；

S8，球磨、砂磨，待粒径至一定大小后，停机，喷雾，装钵，高温煅烧，得到出炉料；

S9，将上述出炉料，经过气流粉碎、电磁除铁，得到正极材料磷酸锰锂。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S1的废旧锂-二氧化锰电池包括生产、贮存过程中的不合格的锂-二氧化锰电池，以及使用报废的锂-二氧化锰电池。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S2中，将得到的隔膜、锂片放置于空气中的时间为2～6h。