[发明专利]一种报废三元锂电池粉的回收方法

说明书

本发明公开了一种报废三元锂电池粉的回收方法，是以镍钴锰三元锂电池通过去壳取芯、除电解液、破碎分选后得到的黑色电池粉为原料，采用碱洗除铝、配位除铜、混料制球、焙烧、破碎研磨、酸浸、陈化、RO膜浓缩等方法，实现对三元锂电池粉中铜粉、铝粉、石墨粉等杂质的有效去除，最终得到镍钴锰三元前驱体原料及富锂溶液。该工艺解决了三元锂电池粉中铜、铝、石墨等杂质金属/非金属对最终产品纯度的影响，确定了一条高效短流程、分离效果好、绿色无污染的报废三元锂电池粉的工业化回收方法，具有极强的社会价值和可观的经济效益。

技术领域

本发明属于锂离子电池回收利用技术领域，尤其涉及一种报废三元锂电池粉的回收方法。

背景技术

随着能源与环境问题的日益突出，致使锂离子电池作为一种新型高能绿色电池备受关注，其具备高比能量、高比功率以及长使用寿命等一系列优点成为最具发展潜力的动力电池。而锂离子电池的正极材料决定了锂离子电池的电化学性能、安全性能及价格成本等。用镍钴锰酸锂做正极材料的锂电池俗称三元锂电池，相比与磷酸铁锂电池，能量密度高是其最大特点。同时，报废下来的三元锂电池具有较高的回收价值，除通过物理拆解得到的铜、铝、塑料等有价物外，更大的价值在于三元锂电池粉，由于其存在大量的镍、钴、锰、锂等有价金属元素，故其如何高效、环保、低成本回收，成为三元锂电池有序发展的关键所在。

三元锂电池粉是镍钴锰三元锂电池通过去壳取芯、除电解液、破碎分选后得到的黑色粉状物，其主要成分为镍钴锰正极粉和石墨负极粉，由于正负极集流体在破碎分选时会将一部分铝箔、铜箔破碎成小颗粒，混入电池粉中，这些都成为影响三元锂电池粉综合回收的重要因素。

公开号CN201810928779.1的发明专利公开了一种废旧三元锂电池正极粉料的回收方法，包括以下步骤：一次高温焙烧→锂浸出→镍浸出→二次高温焙烧→钴浸出，通过分步高温处理、浸出的方式，分离得到适用性较好的锂、镍、钴的硫酸盐溶液，实现了废旧三元锂电池正极粉料的分类回收和无害化利用。公开号CN201811093703.8的发明专利公开了一种从废旧三元锂电池中综合回收有价金属的方法及系统，包括：从废旧三元锂电池中拆解出正极片；去除正极片中的粘结剂后再经酸溶浸出正极片中的有价金属元素，获得酸化浸出液；利用超滤膜对酸化浸出液进行超滤处理；利用纳滤膜技术，将酸化浸出液中的锂离子与不同于锂离子的其它阳离子分离，获得含锂溶液和含有其它阳离子的溶液，再采用反渗透技术分别进行浓缩富集，采用锂沉淀剂使含锂溶液中的锂离子沉淀析出，并采用碱性物质使含有其它阳离子的溶液中的镍离子、钴离子和锰离子沉淀析出，实现有价金属的回收。上述两篇专利均未对铝、铜、石墨等进行有效去除，使得整个工艺的稳定性，以及后续产品的纯度均存在较大的不确定性。

公开号为CN201910822814.6的发明专利公开了一种废旧三元锂电池软包全组分回收的方法，该方法依次通过放电，破碎，浅槽分选机筛分，酸浸出，逐级沉淀和水热法等步骤，分别将废旧三元锂电池中的隔膜，石墨，镍、钴、锰、铜和铝进行全组分回收，实现经济效益最优化，但其采用的筛分除铜、铝仅能解决铜铝大颗粒物料，但实际生产中，电池的破碎不可避免的出现较多小颗粒铜粉、铝粉，故该发明也未对铜、铝进行有效去除，也存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种报废三元锂电池粉的回收方法，以解决现有技术中报废三元锂电池粉中铜粉、铝粉、石墨粉等杂质对产品纯度的影响，提供一条高效短流程、分离效果好、绿色无污染的报废三元锂电池粉的工业化回收方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种报废三元锂电池粉的回收方法，包括以下步骤：

S1碱洗除铝：把电池粉和水按质量比1:2～1:4放入反应釜中，加入碱后，在60～80℃温度中反应1～2h，过滤得到除铝电池粉；其中，电池粉为镍钴锰三元锂电池通过去壳取芯、除电解液、破碎分选后得到的黑色电池粉；作为优选的，碱选用氢氧化钾，氢氧化钾的加入量为与铝进行反应的理论质量的1.1～1.3倍；