[发明专利]一种锂离子电池正极活性材料的回收方法及其应用

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极活性材料的回收方法及其应用，该回收方法包括：将锂离子电池正极活性材料在氢气氛围下进行煅烧反应，将得到煅烧产物用水进行三次浸出反应；然后将第一滤液和第二滤液混合并调节pH值≥12进行反应，过滤得到第四滤渣和第四滤液；将第四滤液在空气或二氧化碳氛围下与碳酸盐反应，过滤得到碳酸锂。本发明的回收方法可有效实现对废旧锂离子电池中的正级活性材料的回收和资源再利用，回收得到适用于锂离子电池的正极活性材料合成所需的工业碳酸锂；而且回收过程中基本不产生废水，环境友好，环保压力小，锂的回收率超过90％。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池正极活性材料的回收方法及其应用。

背景技术

锂离子电池由于其比能量大、输出电压高、可大电流充放电、无记忆效应、循环寿命长、自放电率低、绿色环保等诸多优点，被广泛应用在手机、平板电脑、电子玩具等便携式电子产品中，并逐渐成为储能装置、电动车等领域首选的动力电源。这些电子产品、储能装置或电动车的报废将产生大量废旧锂离子电池，如若不对其回收处理将成为新的环境污染源，同时，也是一种极大的资源浪费。

锂离子电池一般由外壳、正极片、隔膜、负极片和电解质组成。正极片主要由约90％的正极活性物质、乙炔黑导电剂及黏合剂如PVDF(聚偏氟乙烯)均匀混合后，涂布于集流体上构成。常规锂离子电池中采用的正极活性物质由钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂中的一种或几种以及少量杂质组成，含钴、镍、锰以及锂等有价金属。基于环境和资源角度考虑，世界各国正积极开展废旧锂离子电池回收研究工作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供技术方案如下：

一种锂离子电池正极活性材料的回收方法，所述锂离子电池正极活性材料包括钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂中的至少一种；所述回收方法包括：

将所述锂离子电池正极活性材料在氢气氛围下进行煅烧反应，得到煅烧产物；

所述煅烧产物用水进行第一次浸出反应，过滤得到第一滤渣和第一滤液；

所述第一滤渣用水进行第二次浸出反应，所述第二次浸出反应过程中同时加酸调节pH值≦6，过滤得到第二滤渣和第二滤液；

所述第二滤渣用水进行第三次浸出反应，过滤得到第三滤渣和第三滤液；

将第一滤液和第二滤液混合反应，过滤得到第四滤渣和第四滤液；

将所述第四滤液在空气或二氧化碳氛围下与碳酸盐反应，过滤得到碳酸锂。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回收方法还包括：所述第三滤渣加水并加酸调节pH值为0.5～1.5进行反应，过滤得到第五滤渣和第五滤液；

将所述第五滤液经浓缩后冷却，得到正极活性材料前驱体。

作为上述技术方案的进一步改进，在进行所述煅烧反应前，将所述锂离子电池正极活性材料进行粉碎得到粉料；

优选地，所述粉料的粒径为80～100目。

作为上述技术方案的进一步改进，所述煅烧反应在催化剂催化作用下进行，所述煅烧反应的温度为630～700℃，所述煅烧反应的时间为2～4h；

优选地，所述催化剂为硫酸氢钠；

优选地，所述催化剂的用量为锂离子电池正极活性材料的0.01～0.05％。。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一次浸出反应过程中水的用量为所述煅烧产物重量的0.5～1倍；所述第二次浸出反应过程中水的用量为所述第一滤渣重量的0.5～1倍；所述第三次浸出反应过程中水的用量为所述第二滤渣重量的0.5～1倍。