[发明专利]一种用含锂电极废料制备碳酸锂的方法

权利要求书

1.一种用含锂电极废料制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将含锂电极废料用水溶液浆化后进行电化学处理，得到反应浆料，对反应浆料进行固液分离，得到的液体为含锂净化液；

(2)将步骤(1)所述含锂净化液调成碱性，加入碳酸盐进行沉锂反应，反应后固液分离，得到的固体为碳酸锂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电化学处理为电解；

优选地，步骤(1)所述含锂电极废料包括钴酸锂废料、镍酸锂废料、锰酸锂废料、磷酸铁锂废料、三元材料废料、含锂石墨负极废料、含锂合金废料或钛酸锂负极废料中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述含锂电极废料来自于废旧锂离子电池和/或电池生产厂家的含锂生产废料；

优选地，步骤(1)所述含锂电极废料经过预处理；

优选地，所述预处理包括机械破碎、球磨、分选、机械化学处理、有机溶剂萃取、热处理或碱浸脱铝中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水溶液为无机酸水溶液、有机酸水溶液或生物浸提液中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电化学处理在电解槽中进行；

优选地，所述电解槽为敞口电解槽或密闭电解槽，优选为密闭电解槽；

优选地，所述密闭电解槽为常压密闭电解槽。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电化学处理的时间为0.5-72h，优选为1-10h；

优选地，步骤(1)中，还包括：在进行电化学处理前，先对含锂电极废料用水溶液浆化后得到的产物进行预热；

优选的，所述预热的温度在25℃以上；

优选地，所述预热的温度为40-200℃，优选为60-100℃。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电化学处理的电流密度在5A/m²以上，优选为10-3000A/m²；

优选地，步骤(1)中，所述电化学处理的过程中伴有搅拌；

优选地，所述搅拌为磁力搅拌、机械搅拌或气体搅拌中的任意一种或至少两种的组合，优选为机械搅拌。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电化学处理中使用的电极为不锈钢电极、镍电极、铜电极、钛电极、纯铁电极、铸铁电极、碳电极、玻碳电极、铂电极或金电极中的任意一种或至少两种的组合，优选为碳电极和钛电极；

优选地，步骤(1)中，所述电化学处理中使用的阳极的形状为板状和/或棒状；

优选地，步骤(1)中，所述固液分离为过滤分离和/或离心分离，优选为过滤分离。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，用碱性物质将步骤(1)所述含锂净化液调成碱性；

优选地，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或铵盐中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)中，将步骤(1)所述含锂净化液的pH调至8.5-11.0；

优选地，步骤(2)中，所述碳酸盐包括碳酸钠、碳酸钾或碳酸铵中的任意一种或至少两种的组合，优选为碳酸钠。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述沉锂反应的反应温度在25℃以上，优选为80-100℃；

优选地，步骤(2)中，所述沉锂反应的反应时间为1-10h，优选为2-6h；

优选地，步骤(2)中，所述固液分离为过滤分离和/或离心分离，优选为过滤分离；

优选地，步骤(2)中，所述固液分离得到的液体回流至步骤(1)中所述电化学处理的反应体系中。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将经过预处理的含锂电极废料用水溶液浆化后预热至60-100℃，在常压密闭电解槽中以10-3000A/m²的电流密度进行电解，电解过程中伴有机械搅拌，电解时间为1-10h，电解后得到反应浆料，对反应浆料进行过滤分离，得到的液体为含锂净化液；所述电解中使用的电极为碳电极和钛电极；

(2)用碱性物质将步骤(1)所述含锂净化液的pH调节至8.5-11.0，加入碳酸钠，在80-100℃下进行沉锂反应，反应时间为2-6h，反应后过滤分离，得到的固体为碳酸锂；过滤分离后得到的液体回流至步骤(1)中所述电解的反应体系中。