[发明专利]一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法

权利要求书

1.一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法，将失效锂离子电池或生产钴酸锂电池时的边角废料破碎成电池碎料，用稀硫酸水溶液洗涤，加入含醋酸、硫酸、盐酸或硝酸的水溶液，制得电池碎料与酸的混合物水溶液，装入密闭的压力反应釜，升高釜内温度，通入或加入浸出添加剂，或在混合物水溶液中加入水合肼、亚硫酸钠、葡萄糖中的一种添加剂；搅拌浸出，浸出后将混合物水溶液冷却、过滤，在滤液中加入碳酸钠、碳酸钾和碳酸铵沉淀剂中的一种，或加入碳酸钠、碳酸钾和碳酸铵中的一种与氢氧化钠、氢氧化钾中的一种形成复合沉淀剂，获得碳酸锂与碳酸钴、氢氧化钴、碱式碳酸钴的混合物，经烘干、高温烧结，产出钴酸锂；其特征在于包括以下步骤：

常温下先用机械破碎机将失效锂离子电池或生产钴酸锂电池时的边角废料破碎成电池碎料，用稀硫酸水溶液洗涤二次，然后加入含醋酸、硫酸、盐酸或硝酸的水溶液，制得电池碎料与酸的混合物水溶液，装入密闭的压力反应釜，升高釜内温度，控制釜内温度为50～150℃，通入或加入浸出添加剂，添加剂二氧化硫或氢气的分压为0.005～0.8MPa；或在混合物水溶液中加入水合肼、亚硫酸钠、葡萄糖中的一种添加剂；搅拌浸出，接着将混合物水溶液冷却、过滤，在滤液中加入碳酸钠、碳酸钾和碳酸铵沉淀剂中的一种，或加入碳酸钠、碳酸钾和碳酸铵中的一种与氢氧化钠、氢氧化钾中的一种形成复合沉淀剂，获得碳酸锂与碳酸钴、氢氧化钴、碱式碳酸钴的混合物，经烘干、高温烧结，产出钴酸锂。

2.由权利要求1所述的一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法，其特征是失效锂离子电池原料包括各种含钴酸锂的失效可充式二次锂离子电池，以及生产钴酸锂电池时的边角废料。

3.由权利要求1、2所述的一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法，其特征是常温下用机械破碎机将失效锂离子电池破碎至小于3～10mm²碎料，不需要将碎料分选、筛分，用2～5g/L的稀硫酸水洗涤二次，洗涤后滤干水，然后再加入水和醋酸、硫酸、盐酸或硝酸中的一种或多种，调配成电池碎料与酸的混合物水溶液，酸浓度为0.2～3.5mol/L，液固比3～20∶1。

4.由权利要求1、3所述的一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法，其特征是将电池碎料与酸的混合物水溶液装入密闭的压力反应釜内，升高釜内温度，控制温度为50～150℃。

5.由权利要求1、4所述的一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法，其特征是压力反应釜内温度达到一定时，通入二氧化硫或氢气中的一种，二氧化硫或氢气的分压为0.005～0.8MPa；或加入加入水合肼、亚硫酸钠、葡萄糖中的一种，水合肼、亚硫酸钠、葡萄糖在混合物水溶液中的浓度为3～20g/L；压力反应釜内混合物水溶液浸出反应时间为0.5～2.5h。

6.由权利要求1、5所述的一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法，其特征是浸出反应后，将压力反应釜内的电池碎料与酸的混合物水溶液冷却至85℃下，并将釜内压力降低至常压，放出混合物水溶液，经过滤，得到含锂、钴的滤液，洗涤滤渣一次，洗水与滤液混合，获得含锂、钴的滤液。

7.由权利要求1、6所述的一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法，其特征是在含锂、钴的滤液中加入浓度为1～5mol/L的碳酸钠、碳酸钾和碳酸铵沉淀剂水溶液，或加入浓度1～5mol/L碳酸钠、碳酸钾和碳酸铵中的一种与浓度为0.5～4mol/L的氢氧化钠、氢氧化钾中的一种组成复合沉淀剂水溶液，至滤液的pH值至6.5～13，过滤后获得含碳酸锂与碳酸钴、氢氧化钴、碱式碳酸钴的沉淀物，用水洗涤二次，经80～110℃烘干，用少量碳酸锂或碳酸钴或四氧化三钴调整锂钴比，在600～950℃高温焙烧，产出钴酸锂。