[发明专利]锰酸锂电池正极材料回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及锰酸锂电池正极材料回收方法，属于废旧电池回收技术领域。

背景技术

锂电池是20世纪90年代迅速发展起来的新一代二次电池，广泛用于小型便携式电子通讯产品和电动交通工具。传统镍氢电池、镍镉电池、铅酸电池受锂电池销售配套化影响，其手机和笔记本电脑锂电池高端市场已被挤占，锂电池需求量相应大幅增加。从1992年SONY公司开发出第一颗锂电池至今，锂电池能量也已大幅提升，锂电池正极材料已经从单一的钴酸锂材料，发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段，其中，锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。

由于全世界经济和城市交通的发展，引起了石油紧张和环境污染，国际上许多发达国家竞相开发绿色能源技术，其中尤以电动车应用为代表的动力电源领域发展最为迅速。电动汽车要取代燃油汽车，动力电池是关键。由于传统化学电池存在着储存能量低、重量大、寿命短和不安全等因素，成为电动汽车产业化发展的瓶颈，电动汽车中的锂电池的使用率正在明显上升，锂离子电池极可能将成为未来的主流技术路线，未来锰酸锂行业还会有较大的发展空间。随着电动汽车锂离子电池的广泛应用，将大量进入失效、回收阶段。如何回收废旧锂离子电池和资源化循环利用已成为社会普遍关注的问题。为了资源循环利用和行业可持续发展的目的，应对其中有价金属进行回收处理。

目前，已有关于锰酸锂电池正极材料回收方法的相关报道，如：发明名称为“一种自废旧锰酸锂电池正极材料中回收MnO₂的方法及其应用”，申请号为CN200910116656的专利申请公开了一种自废旧锰酸锂电池正极材料中回收MnO₂的方法，其首先将拆解得到的正极片经碱溶等预处理得到正极活性材料，然后以正极活性材料为原料,用0.25～10mol/L无机酸或常压酸浸得到λ－MnO₂，或水热酸浸得到α－／β－／γ－MnO₂。又如：发明名称为“一种自废旧锰酸锂电池中回收有价金属的方法”，申请号为CN201010141128的专利申请公开的方法采用有机溶剂对电池的活性物质进行浸泡剥离，直接得到洁净的铝、铜、镍箔与隔膜；利用酸性溶液与电池电芯中的LiMn₂O₄反应，生成锂与锰的可溶性盐类；用NaOH溶液或氨水调整ｐＨ值至5～7，使溶液中的铁离子、铝离子、铜离子全部沉淀、过滤分离；再用ＮａＯＨ溶液或氨水调整ｐＨ值至10～12，经沉淀、过滤得到氢氧化锰固体与含锂滤液；最后将氢氧化锰固体灼烧得到MnO₂，将含锂滤液与碳酸钠反应生成碳酸锂，再经过滤，洗涤、干燥即得到纯净的碳酸锂。上述两种方法在一定程度上能够实现锰酸锂电池正极材料的回收，但是上述方法均采用湿法处理，产生的废酸或废碱易形成二次污染，另外，需根据工艺单独设计处理工厂或车间，投资大，相当长时期内作为回收工厂原料的废料也无法得到保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锰酸锂电池正极材料回收方法。

本发明锰酸锂电池正极材料回收方法，包括从锰酸锂电池正极片中分离铝箔步骤，其将锰酸锂电池正极片于300～600℃加热1～4h，然后分离铝箔，得到锰酸锂正极材料、导电剂和粘结剂的混合物。

其中，上述锰酸锂电池正极材料回收方法，其分离铝箔的分离方法可以采用机械分离或超声波震荡方法分离。

本发明方法通过极片采用特定温度的热处理的方式使铝箔与正极材料分离，分离效果相较于直接粉碎筛分更佳，且后续步骤不需要再需采用化学方法除铝，同时又避免了采用有机溶剂造成二次污染。

其中，作为优选的技术方案，本发明锰酸锂电池正极材料回收方法优选包括如下步骤：

a、拆解废旧锰酸锂电池，取出正极片；

b、正极片于300～600℃加热1～4h，然后分离铝箔，得到锰酸锂正极材料、导电剂和粘结剂的混合物；

c、混合物于1000～1200℃煅烧1～3h，然后造球；

d、造球后的混合物与碳质还原剂、硅石、石灰按重量比100:18～22:13～17:14～18混匀，然后电炉冶炼1～3h，得到锰硅合金和炉渣；

e、炉渣酸浸得到含锂溶液，再加入碳酸钠溶液沉淀，过滤，得到碳酸锂。

其中，上述d步骤中所述的碳质还原剂可以为常规的碳质还原剂，如：木炭、石油焦、烟煤、蓝炭、焦炭中至少一种。

进一步的，上述e步骤中酸浸所用酸可以为盐酸或硫酸。酸的浓度和用量可以根据具体需要进行调节，达到浸出目的即可。