[发明专利]从锂离子二次电池回收有价值材料的方法，以及含有有价值材料的回收材料

说明书

技术领域

本发明涉及从锂离子二次电池回收有价值材料的方法，其能够从生产过程中产生的有缺陷的锂离子二次电池、由于使用电池的装置或电池的使用寿命结束而废弃的锂离子二次电池中回收有价值材料比如钴；并且涉及通过从锂离子二次电池回收有价值材料的方法获得的回收材料。

背景技术

锂离子二次电池具有轻重量、高容量，并且与常规的铅蓄电池或NiCad二次电池相比重量轻、容量高且电动势高，并且因此被用作个人计算机、电动车辆或移动电话的二次电池。在锂离子二次电池的正极中，有价值材料比如钴和镍被用作锂钴氧化物(LiCoO₂)或三元正极材料(LiNi_xCo_yMn_zO_2(x+y+z))。

预计锂离子二次电池的使用在未来增加。因此，考虑到资源的回收利用，期望从生产过程中产生的有缺陷的产品或者由于使用电池的装置或电池自身的使用寿命结束而废弃的锂离子二次电池中回收有价值材料比如钴。

当从锂离子二次电池回收有价值材料时，分离和回收电池中所用的各种金属以便增强回收材料的价值是重要的。特别地，从铁等中分离有价值材料并且将其回收以便增强含有有价值材料的回收材料的价值是非常重要的。

至于对有价值材料的回收方法，提出了方法，包括：在350℃或更高的温度下初次焙烧废弃的锂二次电池；通过剪切破碎机(shear breaker)将电池破碎；筛分破碎的产物；二次焙烧尺寸较小(undersize)颗粒；用酸处理焙烧的颗粒；通过将氧化气体吹送到处理液中而将处理液的pH调节至4到5.5，并且过滤处理液；对滤液添加碱；并且进一步过滤和回收沉积物(参见PTL1)。

此外，提出了回收钴的方法，其包括：在350℃或更高的温度焙烧废弃的锂二次电池；通过剪切破碎机将焙烧的电池碎裂；筛分破碎的产物；使尺寸较小颗粒经受磁性拣选(参见PTL2)。

然而，在这些提出的技术中，在破碎步骤中，电池没有被破碎到一定的水平，该水平下有价值材料比如钴可以在为接下来步骤的筛选步骤时从用于电池盒(壳)的其它金属比如铁中充分地分离。因此，在筛分和拣选之后，有价值材料比如钴也保留在尺寸过大(oversize)颗粒中。由此，存在从尺寸较小颗粒获得的回收材料中有价值材料的回收率低的问题。由于尺寸过大颗粒中包含铁等，从尺寸过大颗粒中回收有价值材料是不经济的，因为回收有价值材料需要很多步骤。此外，在使用剪切破碎机的情况中，产生具有小粒径的铁粉并且被混合到尺寸较小颗粒的回收材料中。由于铁和钴都被磁铁吸引，所以当钴在筛选后被磁性拣选时，铁也与钴一起回收。因此，存在铁被混合到回收材料中作为杂质的问题。

此外，当通过干法进行破碎或拣选时，产生主要由负极的碳形成的粉尘，并且存在爆炸的危险，这是个问题。

此外，提出了一种方法，包括：在不焙烧的情况下将锂离子二次电池分解，随后通过使用乙醇的球磨机进行分离(参见PTL3)。然而，在提出的技术中，存在需要一些分离步骤的问题，或者为电池盒(壳)金属的铁被压碎并且与包含电极的有价值材料混合使得大量铁被混合到回收材料中作为杂质的问题。

因此，目前需要回收有价值材料的方法，其可从锂离子二次电池中以高回收率回收有价值材料比如钴，对含有价值材料的回收材料给予较少污染量的杂质比如铁，并且具有简单的步骤。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利申请特开(JP-A)号07-207349

PTL2：JP-A号07-245126

PTL3：JP-A号2007-122885

发明内容

技术问题

本发明旨在解决本领域中前述的各种问题，并且实现以下的目的。即，本发明的目的是提供回收有价值材料的方法，其可从锂离子二次电池中以高回收率回收有价值材料比如钴，对含有价值材料的回收材料给予较少污染量的杂质比如铁，并且具有简单的步骤。

问题的解决方案

用于解决前述问题的手段如下。

根据本发明从锂离子二次电池回收有价值材料的方法，包括：

焙烧在其金属电池盒中含有有价值材料的锂离子二次电池以便获得焙烧的材料；

将焙烧的材料与液体搅拌以便将含有有价值材料的内含物从金属电池盒内部分离；并且

拣选通过分离而分离出的内含物和金属电池盒以便获得含有有价值材料的回收材料。

发明的有利效果