[发明专利]一种废旧锂离子电池回收再生钴酸锂的方法

说明书

本发明提供了一种废旧锂离子电池回收再生钴酸锂的方法，方法包括：将废旧锂离子电池正极片剥离铝片，得到正极活性物质；配制低共熔溶剂，其中，低共熔溶剂为氯化胆碱‑草酸、甜菜碱‑草酸或羟丙基三甲基氯化铵‑草酸；将正极活性物质加入低共熔溶剂中，在50℃～80℃下搅拌浸出，固液分离后得到含碳滤渣和含钴、锂的滤液；将含钴、锂的滤液稀释，搅拌后静置，固液分离后得到含草酸钴的滤渣以及含锂的滤液；向含锂的滤液中通入二氧化碳气体或加入碳酸，过滤后得到碳酸锂沉淀；将含草酸钴的滤渣以及所述碳酸锂沉淀干燥、研磨后混合，焙烧，得到钴酸锂。本发明的方法工艺简单、金属回收率高；回收过程条件要求低，浸出温度要求低，环境友好。

技术领域

本发明涉及有色金属冶金技术领域，更具体地讲，涉及一种废旧锂离子电池回收再生钴酸锂的方法。

背景技术

以钴酸锂为正极材料的锂离子电池自20世纪90年代商业化应用以来，已被广泛应用于小型移动电子设备、电动汽车等领域。但是这类锂离子电池的平均使用寿命约为3～5年，目前报废的该类锂离子电池已超过100亿。因此，这类废旧锂离子电池的回收利用非常重要，不仅可以减少环境污染，而且可以缓解钴资源供需紧张的问题。

废旧锂离子电池回收大体分为：电池的前处理、正极材料与集流体的分离、有价金属的回收与利用等，关键是电池中正极材料中钴、锂等有价金属的回收利用。

目前钴酸锂正极材料回收利用的方法主要有：酸浸法、碱浸法、高温烧结-处理法。酸浸法主要采用盐酸、热硝酸、硫酸和双氧水的混合液、作为浸出剂处理钴酸锂正极材料、然后经过除杂、萃取、沉淀等操作回收锂和钴。虽然能有效回收不同的有价金属，但工艺较复杂，需要使用大量的化学试剂，如硫酸、双氧水、硫代硫酸钠、硫酸氢钾、焦硫酸钾等，后续还面临着这些酸污水的处理问题。碱浸法采用氢氧化钠等碱性溶液浸出正极材料，经固液分离、反复调节pH，添加碳酸盐沉淀不同金属，实现铝、锂、锰、镍和钴的分别沉淀，但由于相应金属离子的碳酸盐沉淀时的pH比较接近，因此在分步沉淀的过程中会存在共同沉淀的情况，使得各单独制品纯度较低；同时该流程工艺复杂，较难精确控制条件。高温烧结处理法包括两种工艺，一种是将废钴酸锂正极材料与碱金属钠和钾的盐混合在较高温度下焙烧，焙烧产物用水浸出，浸出液经沉钴和沉锂得到草酸钴和碳酸锂；另一种将废钴酸锂正极片在恒温电炉中煅烧除去粘结剂、导电剂乙炔，配入适当比例的碳酸锂，再高温烧结合成具有活性的钴酸锂正极材料。但该方法存在热处理温度高、对设备腐蚀大或再生的正极材料性能欠佳等不足。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种温度低、产品纯度高的废旧锂离子电池回收再生钴酸锂的方法。。

为了实现上述目的，本发明的提供了一种废旧锂离子电池回收再生钴酸锂的方法，所述方法可以包括以下步骤：将废旧锂离子电池正极片剥离铝片，得到正极活性物质；配制低共熔溶剂，其中，所述低共熔溶剂为氯化胆碱-草酸、甜菜碱-草酸或羟丙基三甲基氯化铵-草酸；将所述正极活性物质加入所述低共熔溶剂中，在50℃～80℃条件下搅拌浸出，固液分离后得到含碳滤渣和含钴、锂的滤液；将所述含钴、锂的滤液稀释，搅拌后静置，固液分离后得到含草酸钴的滤渣以及含锂的滤液；向所述含锂的滤液中通入二氧化碳气体或加入碳酸盐，过滤后得到碳酸锂沉淀；将所述含草酸钴的滤渣以及所述碳酸锂沉淀干燥、研磨后混合，焙烧，得到钴酸锂。

在本发明废旧锂离子电池回收再生钴酸锂的方法的一个示例性实施例中，所述得到正极活性物质的步骤可以包括：将废旧锂离子电池正极片在500℃～600℃的条件下热处理0.5小时～1.5小时，剥离铝片后得到正极活性物质。

在本发明废旧锂离子电池回收再生钴酸锂的方法的一个示例性实施例中，所述固液分离后得到含草酸钴的滤渣以及含锂的滤液的步骤可以包括：将所述含钴、锂的滤液加入蒸馏水进行稀释，其中，含钴、锂的滤液与蒸馏水的体积比1:10～20。