[发明专利]一种回收废旧钛酸锂电池的方法

说明书

一种回收废旧钛酸锂电池的方法，包括以下步骤：a、放电；b、破碎筛分；c、加入水制成浆液；d、加入盐酸，使浆料的pH保持为0.5‑1.5，在加盐酸过程中若浆料pH值降低到0.5以下则暂时停止加盐酸，随着反应进行浆料的pH值上升到1.5以上后重新开始加盐酸，当浆料在20分钟内pH值上升幅度小于0.3时，停止加盐酸；e、将步骤d所得浆料过滤，得含钛和炭黑的滤渣；f、向含钛与炭黑的渣中加入焦炭，通入氯气，反应所剩的固体渣返回步骤g、向步骤e所得含有正极活性材料粉末的溶液中加入双氧水、氢氧化钠并过滤除去铁、铝和钛杂质，萃取除去钙镁杂质，向剩下的溶液加入碳酸钠，反应完全后蒸发浓缩。该方法可从废旧钛酸锂电池中分离出纯度较高的电池级钛酸锂。

技术领域

本发明涉及废旧电池回收领域，特别涉及到一种回收废旧钛酸锂电池的方法。

背景技术

钛酸锂电池安全性好，电动车电池最重要的一点就是需要高安全性，钛酸锂由于其平衡电位高，不会在负极形成锂枝晶，而具有很好的安全性。另外，钛酸锂电池还有以下优点：循环性能好，由于其是“零应变”材料，而不会在充放电过程中发生结构的变化，具有非常优越的循环性能；可以快速充放电，锂离子在钛酸锂晶体中的扩散系数是2×10^-8cm^-2/s，比石墨负极多一个数量级，可以快速充放电 ；工作温度范围宽-30℃-60℃，低温下锂的嵌入及脱出能力都会下降，尤其是嵌入能力，钛酸锂负极在-30℃下充电也不会出现导致短路或使负极恶化的锂枝晶出现，这是石墨负极无法做到的。据报道，钛酸锂电池已经开始广泛应用于新能源汽车、电动摩托车和辅助电网的储能系统等领域。

随着钛酸锂电池使用量的增大，产生了大量废弃的钛酸锂电池，对环境造成了极大的污染。由于废旧钛酸锂电池的组成部分较多，除含有钛酸锂以外，还包括多种化学成分，例如：钙、铝、钛、铁和镁等，使其回收起来较为困难，现有的回收方法不仅较难将这些杂质一一除去，而且回收得到的可重复利用的物质种类较少。这些回收方法中效果相对较佳的为公开号为106673018A的中国专利，该专利公开了一种废旧钛酸锂的回收利用方法：首先对废旧钛酸锂进行无定形处理，然后于水、过氧化氢、碱性化合物混合，调整酸碱度至碱性，浸出、过滤得到钛酸锂浸出液，将所得钛酸锂浸出液与沉淀剂混合，陈化、过滤后得到第一滤渣和含钛滤液，将含钛滤液加热至沸腾并保持沸腾状态直至固体析出完全，过滤得到第二滤渣，将第二滤渣依次经酸洗、水洗、干燥后得到偏钛酸。该方法虽然对钛酸锂进行了一定程度上的回收，且得到了三种回收物，但是其至少存在两个较为明显的问题：锂的浸出率较低，减少了最终所得碳酸锂的总重量；最终得到的碳酸锂中存在钙、铝、钛、铁和镁等杂质含量较高，导致最终得到的碳酸锂的纯度较低，达不到电池级碳酸锂的纯度要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种回收废旧钛酸锂电池的方法，通过该方法可从废旧钛酸锂电池中分离出纯度较高的电池级钛酸锂，并有效了提高了所得碳酸锂的总重量。

为了解决上述问题，采用以下技术方案：一种回收废旧钛酸锂电池的方法，所述废旧钛酸锂电池的正极活性材料为镍钴酸锂、镍锰酸锂或镍钴锰酸锂，负极活性材料为钛酸锂，包括以下步骤：

a、将废旧钛酸锂电池放在硫酸钠溶液中进行放电；

b、将放电后的电池进行破碎筛分得到正负极活性材料粉末、金属铝片和壳体铁片；

c、将正负极活性材料粉末与水按照1：10-1：4的固液比混合制成浆液；

d、向浆液中加入盐酸，使浆料的pH保持为0.5-1.5，在加盐酸过程中若浆料pH值降低到0.5以下则暂时停止加盐酸，随着反应进行浆料的pH值上升到1.5以上后重新开始加盐酸，当浆料在20分钟内pH值上升幅度小于0.3时，停止加盐酸；

e、将步骤d所得浆料过滤，得含有正极活性材料粉末的溶液、含钛和炭黑的滤渣；