[发明专利]一种锂电池回收再利用方法

说明书

本发明提供了一种锂电池回收再利用方法，将废旧锂电池经过机械粉碎、洗涤、分级筛选、磁选分离、萃取分离除杂、加入Na₂S和硫酸回收镍钴锰元素、加入碳酸钠回收锂元素。本发明能够很好地除去铁、铜、铝、钙、镁等离子的干扰，得到纯度较高的镍、钴、锰原材料，有利于重新配比调节镍钴锰的比例，制备任意比例的镍钴锰氢氧化物前驱体。

技术领域

本发明涉及锂电池回收再利用领域，具体涉及一种锂电池回收再利用的方法。

背景技术

锂电池作为一种高比能量的储能装置，能力密度高、循环寿命长、体积小、重量轻、无记忆效应等特点得到了广泛的生产应用。在便携式移动设备，混合动力汽车，电动车，电动工具领域得到迅猛的发展。随着锂电池原材料成本越来越高，锂电池淘汰品的增加，给环境带来了一定的危害，所以锂电池回收的价值也越来越高。废旧电池回收再利用，有助于形成“生产-回收-再生产”的循环链，解决废旧锂电池污染和废物利用问题，推动新能源汽车的可持续发展，缓解特殊金属的紧缺局面。

专利CN 102881895 B，提出了一种废弃镍钴锰酸锂电池的材料回收利用方法，需要将电池进行拆解，将正极片单独取出来并煅烧。通过煅烧除去粘结剂导电剂等，该方法需要额外的拆解工作，煅烧时粘结剂还会产生污染和浪费。

专利CN 107828966 A，提出了一种三元锂离子正极材料的综合回收方法，该发明只是除去铁铝铜杂质，并没有考虑钙镁等杂质。采用碱液一起沉淀镍钴锰元素的方法，一部分钙镁杂质会混入镍钴锰三元沉淀中，导致镍钴锰三元素回收效率不是很高，纯度下降，再重新制备前驱体各元素比例难控制。

发明内容

本发明提出了一种锂电池回收再利用的方法，解决了现有分离回收效率低，杂质分离难，更有效的将几种不同元素分离问题。

实现本发明的技术方案是：

一种锂电池回收再利用的方法，步骤如下：

（1）将废旧回收的锂电池用放电设备放电或浸入盐水中放电至无电状态，得到无电锂电池；

（2）将步骤（1）得到的无电锂电池进行机械粉碎，再经过去离子水洗涤溶解，除掉剩余的电解液，过滤得到固体A；

（3）将步骤（2）中得到的固体A利用气流粉碎机进行粉碎，分级分离，将塑料和金属混合物分离开，得到金属混合物；

（4）将步骤（3）中金属混合物输送到磁选机，磁性筛选去除铜和铝，在磁场的作用下，镍钴锰颗粒随着输送带到达前端，随后进入收集桶中，得到磁性混合物；

（5）将步骤（4）中收集的磁性混合物进行萃取，分离除去铁、钙、镁等杂质；

（6）将步骤（5）中除杂后磁性混合物加入硫酸溶液，加热后过滤得固体B和溶液B，固体B为石墨、不溶的残渣等；

（7）向步骤（6）得到的溶液B中加入葡萄糖或纤维素中的一种或两种，在200-400℃加热熟化，再用去离子水浸泡清洗；

（8）向步骤（7）的滤液中加入Na₂S，控制pH在7-8，过滤得到固体C和滤液C，固体C为MnS；

（9）向步骤（8）中固体C中加入硫酸溶液，搅拌反应1-2h至固体完全溶解，再蒸发结晶，去离子水洗涤后干燥得到硫酸锰。

所述步骤（4）中磁选机的磁感强度为1.6-2.0 T。

所述步骤（5）中利用TBP或P204萃取剂进行萃取。

所述步骤（6）中硫酸溶液的浓度为2-6 M；步骤（9）中硫酸溶液的浓度为2-4 M。

所述步骤（8）中加入Na₂S的温度为70-80℃，时间为1-3 h。