[发明专利]一种废旧镍钴锰酸锂三元动力电池绿色回收方法

说明书

技术领域

本发明属于废旧电池回收技术领域，尤其是涉及一种废旧镍钴锰酸锂三元动力电池绿色回收方法。

背景技术

镍钴锰酸锂三元动力电池因其能量密度高、输出功率大以及低温性能良好的特点得到了快速发展，普遍认为镍钴锰酸锂三元动力电池替代目前广泛应用的磷酸铁锂动力电池是大势所趋并且是正在实践的技术发展路线。当前，镍钴锰酸锂产量已达3万吨，并以每年30％的速度在增长，其三元动力电池的生产技术也日趋于成熟。

与此同时，废旧镍钴锰酸锂三元动力电池的处理回收也逐渐得到了大家的关注。目前我国现有的废旧锂离子电池回收技术较多，主流的处理方法是将正极材料酸溶形成Co²⁺、Li⁺等，再用萃取法、化学沉淀法、电解法回收CoSO₄、Li₂CO₃、CoC₂O₄、Co(OH)₂、金属Co等。如专利CN102956935A公开了废旧动力电池三元系正极材料处理方法，提出了利用沉淀法对各金属进行收集，其中草酸沉淀收集镍，磷酸钠沉淀收集锂，硫化钠沉淀收集钴，该方法流程较长，在回收过程中难以对沉淀进行有效分离，回收率较低。专利CN101509071A公开了从含有Co、Ni、Mn的锂电池渣中回收有价金属的方法,该方法利用250g/L以上浓度的盐酸或200g/L以上浓度的硫酸或混合有200g/L以上浓度的硫酸和20g/L以上浓度的过氧化氢混合溶液萃取三元电池中的Co、Ni、Mn。该专利利用高浓度的盐酸会放出大量氯气，对劳动者和周围环境产生危害，采用硫酸与双氧水的混合溶液会消耗大量的双氧水，成本较高。专利CN105206889 A公开了一种废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料的处理方法，提出利用硫酸、盐酸等强酸对经破碎后的废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料进行化学溶解，利用氟化钠、氟化钾等氟化物对溶液中的铜、锌、镉、铅等重金属进行除杂，而后对滤液通过6-9级萃取，10-20级洗涤，5-8级反萃，1-2级水洗，最终得到镍钴锰盐溶液。该方法使用到大量的酸、盐等有机试剂，工艺复杂，废液未能有效回收，对环境污染严重，同时对设备的要求高，成本亦高。

发明内容

为解决废旧镍钴锰酸锂动力电池工艺复杂，回收成本高，污染严重等问题，本发明提出了一种废旧镍钴锰酸锂三元动力电池绿色回收方法，采用本发明可以简化工艺流程，减少有机试剂尤其是强酸试剂的使用，控制成本，减少对环境的污染。

本发明是通过以下技术实现的：

一种废旧镍钴锰酸锂三元动力电池绿色回收方法，包括以下步骤：

(1)将废旧电池浸入碱金属盐溶液进行充分放电后，对所述废旧电池进行机械拆解获得电芯、铝塑膜和极耳，将所述电芯、铝塑膜和极耳浸入烧碱溶液，浸泡完毕，对所述铝塑膜和极耳直接进行回收；

(2)将步骤(1)所得的电芯进行机械分离，得到正极片、负极片、隔膜，直接回收隔膜；(3)分别将步骤(2)所得的正极片和负极片进行机械切碎，得到正极片碎片和负极片碎片，分别将所述正极片碎片和负极片碎片浸入烧碱溶液，浸泡完毕，过滤、自来水冲洗并真空干燥；

(4)对步骤(3)所得的正极片碎片进行机械搅拌、筛分得到铝箔片和正极粗粉料，对步骤(3)所得的负极片碎片进行机械搅拌、筛分得到铜箔片和负极粗粉料，直接回收铝箔片和铜箔片；

(5)对步骤(4)所得的正极粗粉料进行球磨、筛分得到正极粉料和铝屑，对步骤(4)所得的负极粗粉料进行球磨、筛分得到负极粉料和铜屑；

(6)将步骤(5)所得的正极粉料和负极粉料进行热处理，热处理完毕，对所述正极粉料和负极粉料进行回收重新作为正、负极材料使用。

优选地，所述碱金属盐溶液浓度为5％～15％，所述放电时间为6～12小时。