[发明专利]一种废旧锂电池湿法线回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂电池湿法线回收方法，包括以下步骤：步骤一、废锂电池进行放电处理，破除锂电池外壳后获取含石墨负极材料的负极铜箔片和正极材料；步骤二、取热处理后的石墨粉体材料加入柠檬酸‑D葡萄糖浸出剂，在带有搅拌装置的低温恒温反应器中进行锂离子的浸出，待浸出过程结束后，分离得到含锂溶液和石墨材料；步骤三、对正极粉料进行活化；步骤四、将活化后的正极粉料与柠檬酸‑D葡萄糖浸出剂混合后进行浸出反应，将溶解在滤液中的镍、钴、锰、锂元素沉淀出来，沉淀后得到一级废液；本发明有效对于锂电池正极和负极材料同时回收，提高回收效率，采用柠檬酸‑D葡萄糖浸出体系，环保且成本低。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池湿法回收生产线技术领域，具体是一种废旧锂电池湿法线回收 方法。

背景技术

能源和环境是21世纪人类所需要面临的两个重大的问题，新能源的开发和资源综合 回收利用是人类可持续发展的基础和方向。近年来，锂离子电池由于质量轻、体积小、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽、可快速充放电、使用寿命长、环保等优势而得到 了广泛的应用。最早Whittingham利用Li-TiS体系制成首个锂电池，到1990年实现商业 化，至今已发展40余年，取得了很大的进步。据统计，2017年1～10月中国锂离子电池累 计产量为89.9亿只，累计增长率达34.6％。国际上，锂离子电池在航天电源领域的应用已 进入工程化应用阶段，全球一些公司和军事部门对锂离子电池应用于航天进行了研发，如 美国的“国家航空和航天管理局”(NASA)、Eagle-Picher电池公司、法国的SAFT公司、 日本的JAXA公司等。

随着锂离子电池的广泛应用，造成了废旧电池的数量越来越多。预期在2020年前后， 我国仅纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车动力电池的累计报废量在12～17万t。 锂电池虽被称为“绿色电池”，不含有Hg、Pb等有害元素，但其正极材料、电解质溶液等会对环境造成很大的污染，同时造成资源的浪费。因此，综述国内外废旧锂电池回收处理的工艺现状，并在此基础上总结废旧锂离子电池回收工艺的发展方向，具有十分重要的现实意义。

锂离子电池的主要成分

锂离子电池主要成分包含外壳、电解液、阳极材料、阴极材料、胶黏剂、铜箔和铝箔等。其中，Co、Li、Ni质量分数分别为5％～15％、2％～7％、0.5％～2％，还有Al、Cu、Fe等金属元素；从主要成分价值占比来看，阳极材料和阴极材料约占33％和10％，电解液和隔膜分别约占12％和30％。废旧锂离子电池中主要回收的金属是Co和Li，主要集中在阳极材料上的钴锂膜上。尤其是我国钴资源相对贫乏，开发利用较为困难，而在锂离子电池中钴的质量分数约占15％，是伴生钴矿的850倍左右。目前，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池 应用较为广泛，其中含有钴酸锂、六氟磷酸锂、有机碳酸酯、碳素材料、铜、铝等化学物 质，主要金属含量如表1所示。

废旧锂离子电池回收工艺

采用湿法工艺处理废旧锂离子电池是目前研究较多且较为成熟的工艺，主要经历3个 阶段：1)将回收的废旧锂离子电池进行彻底放电、简单的拆分破碎等预处理，筛分后获得主要电极材料或破碎后经焙烧除去有机物后得到电极材料；2)将预处理后得到的电极材料溶解浸出，使各种金属及其化合物以离子的形式进到浸出液中；3)浸出液中有价金 属的分离与回收，这一阶段是废旧锂电池处理过程的关键，也是多年来研究者们研究的重 点与难点。目前，分离回收的方法主要有溶剂萃取法、沉淀法、电解法、离子交换法、盐 析法等。

1、预处理

1.1、预放电