[发明专利]一种基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法

权利要求书

1.一种基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，包括：

将待回收的钴酸锂电池的正极极片与氧化剂和去离子水混合，在超临界状态下进行水热氧化反应，反应完全后经过固液分离，得到水热滤液和滤渣；

用含有还原剂的有机酸液对所述滤渣进行酸浸，在酸浸液中加入铝离子沉淀剂，沉淀完全后经过固液分离，得到含铝固态产物和除铝滤液；

在所述除铝滤液中加入锂盐、表面活性剂和络合剂，以调节溶液的锂离子和钴离子的摩尔比例以及pH值，将混合后的溶液经过蒸发干燥和煅烧后，得到钴酸锂粉末。

2.根据权利要求1所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，还包括：

在所述水热滤液中加入水溶性碳酸盐对锂离子进行沉淀，过滤得到碳酸锂。

3.根据权利要求1所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，所述待回收的钴酸锂电池的正极极片为将废旧钴酸锂电池充分放电后，拆解分拣所得的正极极片。

4.根据权利要求1所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，所述水热氧化反应的温度为380℃~600℃，压力为24MPa~40MPa，时间为5min~200min；所述氧化剂的添加量为1mol/L ~12mol/L。

5.根据权利要求1所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，所述酸浸过程在加热环境下进行，同时使用磁力搅拌装置搅拌所述酸浸液；所述还原剂的添加量为0.1mol/L~4mol/L；所述有机酸液的浓度为0.1mol/L~5mol/L。

6.根据权利要求1所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，在所述酸浸液中加入铝离子沉淀剂，以调节pH值至3~6。

7.根据权利要求1所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，在所述除铝滤液中加入锂盐，调节溶液中锂离子和钴离子的摩尔比为(1.05~1.5):1；

在所述除铝滤液中加入络合剂，调节溶液的pH值至4~7；同时所述表面活性剂的添加比例为1g/L ~30g/L。

8.根据权利要求1所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，所述将混合后的溶液经过蒸发干燥和煅烧，进一步包括：

将混合后的溶液蒸发水分直至生成凝胶，将所述凝胶进一步干燥，将干燥后的固体产物研磨成粉末后，在空气中进行煅烧。

9.根据权利要求8所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，所述蒸发水分的过程在60℃~95℃的温度下进行；所述干燥的过程在105℃~150℃的温度下进行；所述在空气中进行煅烧的过程包括两级煅烧，其中第一级煅烧在300℃~500℃的温度下煅烧3h~5h，第二级煅烧在600℃~900℃的温度下煅烧6h~10h。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的基于超临界水热氧化的钴酸锂电池正极材料回收方法，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢、氧气、高锰酸钾、过硫酸铵、过碳酸钠、过氧化钠、过氧化钾、过氧化钙和过氧化锂中的一种或多种；

所述还原剂为过氧化氢、抗坏血酸、甲醛、葡萄糖、一氧化碳和氢气中的一种或多种；

所述有机酸液为柠檬酸、抗坏血酸、草酸、甲酸、乙酸、琥珀酸和酒石酸中的一种或多种；

所述铝离子沉淀剂为氢氧化锂和氨水；

所述锂盐为醋酸锂、碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、草酸锂和乙酸锂中的一种或多种；

所述表面活性剂为乙二醇、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇中的一种或多种；

所述络合剂为氨水。