[发明专利]从报废锂离子电池正极片中回收钴锂铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及回收钴锂铝的技术。

背景技术

锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度大、工作电压高、循环寿命长和无记忆效应等一系列优点，已被广泛应用于摄像机、移动电话、笔记本电脑、照相机、便携式测量仪器、充电宝等，此外，它也是未来电动汽车、储能电站可选择的高能动力电源。锂离子电池使用寿命到了期限后，其后续的合理处理是一个需解决的重要问题。

锂离子电池的不同部件，如外壳、极耳、正极片、负极片等，有价金属Co、Li、Cu、Al的含量差别极大。目前报废锂离子的处理一般是首先对其进行机械拆解或人工拆解获得其不同的组成部件，然后针对不同部件采用不同的回收技术处理。报废锂离子电池正极片主要由基体材料铝箔、正极活性物质钴酸锂和导电剂、粘合剂组成。专利CN201310647423报道了一种从锂离子电池正极废片中回收活性物质的方法，通过将锂离子电池正极废片放入膨胀剂中，使铝箔片与活性物质分离，再将得到的固体活性物质中加入锂源、煅烧，获得再生的正极活性物质。专利[CN201310180812]报到了一种用水溶性离子液体回收废锂离子电池中金属的方法及装置，通过将放电后的废锂离子电池手工拆解分离得到正极，然后将正极加入盛有水溶性离子液体的油浴锅中使正极材料和铝箔的分离。专利CN201310001972报到了一种处理废旧锂离子电池正极片提取有价金属的方法，将失效锂离子电池正极片在还原剂碳的存在下，于一定温度下通入氯气进行氯化处理，得到氯化产物，再通过水浸得到不溶于水的不溶物以及含有有价金属的氯化物溶液。专利CN201310001972公开了一种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法，将废旧锂离子电池放电后进行拆分获得电池芯并进行粉碎；将粉碎后的电池芯用无机酸和氧化剂进行浸出、过滤、pH值调整，得到含锂离子的回收液，再用树脂吸附-解吸附，最终得到锂盐。专利CN201210491084报道了一种从废旧锂离子电池中制取Co₃O₄的方法，将报废锂离子电池正极浸渍在有机溶剂中，使正极粉体材料和铝箔集流体分离开，再向正极粉体材料中添加含氟有机物后焙烧，得到Co₃O₄材料。专利CN201210167969报道了一种高效强化浸出废弃锂离子电池中金属的方法，通过在稀酸溶液中加入钴酸锂粉末，控制固液比并加入硫酸亚铁，通直流电压，提高了钴酸锂的浸出效率。专利[CN201180048492]报道了一种用于回收Li离子的方法，通过引入一种或多种环硅氧烷，以使锂离子形成一种或多种环硅氧烷-Li离子配合物，再将含有环硅氧烷-Li离子配合物的有机相与水相分离。专利CN201010523257报道了一种从废旧锂离子电池及废旧极片中回收锂的方法，通过用酸和还原剂将其浸出，并用化学法除去浸出液中的铁、铜、铝等杂质，再用氟盐沉淀浸出液中的锂，得氟化锂产品。专利CN200910117702报道了通过将废LiCoO₂粉末与碱金属钠和钾的盐混合后于较高的温度下焙烧，焙烧产物在用水浸出，浸出液经沉钴和沉锂操作获得草酸钴和碳酸锂。专利CN200910093727报道了一种利用废旧锂离子电池回收制备钴酸锂的方法，通过将废旧锂离子电池消电、拆分、粉碎、NMP处理、煅烧，得到废旧LiCoO₂材料，然后将LiCoO₂材料与天然有机酸和双氧水混合后球磨，并得到Li⁺、Co²⁺的溶液，在溶液中滴加氨水制备干凝胶并二次煅烧得到钴酸锂电极材料。专利CN200910039217公开了一种废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生的方法，通过将废锂离子电池阴极废料进行破碎、研磨、除铝、酸浸、萃铜、化学除杂、沉淀、加入锂源二次高温焙烧操作，实现阴极材料再生。专利CN200810028730公开了一种从废旧锂离子电池中回收、制备钴酸锂的方法。通过将废旧锂离子电池正极片粉碎、筛分后，获得废钴酸锂；在恒温电阻炉中除去粘结剂、导电剂乙炔黑，配入适当比例的碳酸锂，于马弗炉中高温烧结合成具有活性的钴酸锂电池材料。专利CN200710057623公开了一种废旧锂离子电池正极材料钴酸锂活化工艺。将废旧锂离子电池正极材料在高温下去除粘结剂PVDF，在高温下煅烧钴酸锂，使失效钴酸锂产生结晶反应，重新具备层状结构。专利CN200510018601报道了一种从废旧锂离子电池的正极材料钴酸锂中分离回收钴的方法。废旧锂离子电池进行物理拆解、煅烧、有机溶剂浸泡后，得到废钴酸锂，将废钴酸锂的置于酸性条件下用H₂O₂或Na₂S₂O₃作为还原剂，溶解得到含有Co²⁺和Li⁺的溶液，再以NaOH溶液为沉淀剂，将溶液中的Co²⁺离子转化成Co(OH)₂沉淀。专利CN200510015078公开了一种从报废的锂离子电池中回收制备Li_xCoO₂的方法。将废锂离子电池正极材料剪成小碎片并浸泡在N-甲基-2-吡咯烷酮液体中，分离获得活性物质Li_xCoO₂黑色粉末，再将黑色粉末分散于硝酸溶液或盐酸溶液中，再经过滤、沉淀操作，得到蓝色沉淀，沉淀物在高温下焙烧，得到Li_xCoO₂粉体。