[发明专利]一种从废旧电池中安全高效回收利用锂的方法

说明书

本发明提供了一种从废旧电池中安全高效回收利用锂的方法，包括以下步骤：将回收的废旧电池充电后，在安全的环境下进行拆解，分选出负极片，用浸出溶液清洗负极片，负极中的锂和溶剂反应后，石墨从集流体上剥离，分离出滤液和滤渣，将含锂的富集液用作化学预锂化试剂重新应用于锂离子电池负极。本发明通过选择浸出溶液安全高效地提取电池中的锂元素，并制备得到高附加值的补锂液重新应用于电池负极中，操作简单，安全性高。

技术领域

本发明设计一种锂的回收再利用方法，具体涉及一种从废旧锂电池中回收利用锂的方法。

背景技术

工业的快速发展和现代社会日益增长的财富，凸显了发展可持续和环境友好型经济的重要性。能源危机和环境污染成为了研究的热点，其中大量的研究关注发展先进的电化学储能技术和电动汽车，锂离子电池是重要组成部分。在2018年，锂离子电池的装机量在电化学储能领域超过了86％，全球电动汽车库存和新注册的电动汽车分别超过了512万辆和197万辆，到2030年，预计道路上的电动汽车将达到2.53亿辆。这也意味着对锂资源的巨大消耗。锂离子电池虽然循环寿命长，但是仍然要面临电池回收的问题，一方面是重金属对环境的危害，另一方面有限的资源要求去回收废旧锂离子电池。预计到2030年，电池回收产业的估值将达到237.2亿美元。因此，针对废旧锂离子电池的回收工作具有很高的经济效益和社会效益。

现有的回收锂的方法主要包括火法冶金和湿法冶金，火法冶金操作简单，但是能耗高，对空气污染严重。湿法冶金回收纯度高，但是要用到大量的化学试剂，通常包括一些强酸强碱，对环境污染严重。因此，开发一种浸出溶液能安全高效的回收锂并且方便再次利用，是非常必要和有益的。

CN108899601B公开了一种从磷酸铁锂中回收锂和铁的方法。将报废磷酸铁锂用强酸溶液浸出铁和锂，然后转化成碳酸锂和磷酸铁，通过煅烧除去里面的有机物和碳，最后浆化用于制备电池级磷酸铁。这种方法用到了大量的化学试剂，包括强酸，且需要高温煅烧，能耗大，对环境有污染。

CN110923453A公开了一种在充电态拆解电池，用水来分离集流体，通过调节pH来浸出和除杂，最后采用蒸发结晶法、沉淀法或喷雾干燥法回收锂。这种方法存在比较严重的安全隐患，用水直接处理嵌锂态的负极材料危险性大，而且除杂过程设计多种元素，操作复杂，得到的最终产物可能含有比较多的杂质。

发明内容

本发明所要解决的问题是，设计一种安全高效的回收方法，通过简单的操作就可以得到富集锂的高附加值产物，并且有利于下一步开发利用。

一种安全高效从废旧锂电池中回收利用锂的方法，包括以下步骤：

1)将回收的废旧电池充电后进行拆解，分选出负极片；

2)用浸出溶液对负极片进行浸出，分离；

3)将步骤2)得到的固液混合物分离，得到锂的富集液；

4)把锂的富集液应用于锂离子电池负极预锂化；

所述浸出溶液为溶解有取代或未取代多环芳烃的有机溶剂，所述有机溶剂选自醚类、酯类、芳香类有机溶剂中的一种或多种。

本发明中，步骤1)中所述充电过程包括恒流充电，恒压充电和恒流恒压充电中的一种或多种。本发明中，所述恒流充电过程包括简单恒流充电和多段恒流充电，充电电流范围在0.0.1-5C。简单恒流充电是在指定电流密度下充电至截止电压。多段恒流充电是包括2-6个恒流充电阶段，按照预设的充电电流充电，当电池电压达到预设的电压值时，充电自动进入到下一个恒流阶段，直至所有的充电阶段完成。每一个恒流阶段的电流密度小于上一阶段。

本发明中，所述恒压充电是在充电过程中始终施加恒定电压对电池进行充电，直至到达电池的额定电压。