[发明专利]一种通过热解处理废旧锂离子电池制备氢氧化锂的方法

说明书

本发明涉及一种通过热解处理废旧锂离子电池制备氢氧化锂的方法，包括如下步骤：破碎处理放电后的废旧锂离子电池，得到破碎料；破碎料与生石灰混合，得到混合料；保护性气氛下热解混合料，得到热解渣与热解油气；热解渣依次进行球磨与筛分，得到集流体片与黑粉；黑粉进行水浸提锂，得到富锂溶液及提锂渣；富锂溶液进行蒸发结晶，得到氢氧化锂。本发明将破碎后的锂离子电池与生石灰混合热解，可促进粘结剂与隔膜等有机物的热解，改善热解气成分，有利于正极粉矿相的解构，提高了锂的回收率；且能够通过水浸和蒸发结晶制备氢氧化锂，流程简单，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明属于电子废弃物处理与资源化利用技术领域，涉及一种处理废旧锂离子电池的方法，尤其涉及一种通过热解处理废旧锂离子电池制备氢氧化锂的方法。

背景技术

锂离子电池是一种高性能电池，具有高能量密度、高工作电压、充放电速度快的特点，广泛应用于电子产品、电动汽车、储能等领域。锂离子电池在使用过程中由于反复充放电，电解质会被消耗，电极材料会发生膨胀、收缩和破裂，导致锂离子电池容量下降，因此，锂离子电池通常在使用一定年限后报废。锂离子电池含有锂镍钴锰等金属，具有很高的回收价值。

氢氧化锂作为一种重要的锂产品，广泛应用于锂离子电池、锂基润滑剂、石油、玻璃等行业。随着高镍三元锂电池市场占比的逐渐扩大，对于氢氧化锂原材料的需求与日俱增。回收废旧锂离子电池，制备氢氧化锂产品，实现资源循环利用，将有助于缓解锂电池原料紧张问题。

通过回收废旧锂离子电池制备氢氧化锂的方法目前主要有全湿法和火法-湿法联用两种类型。全湿法的主要流程为：将电池破碎分选后得到正极材料通过酸浸获得锂镍钴锰溶液，经过除杂、沉淀过滤得到锂溶液，将其碱化后得到氢氧化锂溶液，再进行蒸发结晶制备氢氧化锂。例如CN 109761251A用硫酸将废旧锂离子电池电芯粉末中的锂浸出，过滤，得到镍钴锰锂的浸出液；加碱调节浸出液的pH值至11-12，过滤，得到硫酸锂溶液；向硫酸锂溶液中加入氢氧化钠溶液，得到混合溶液；将混合溶液冷却，获得氢氧化锂产品。

火法-湿法联用的主要流程为：将电池破碎分选后得到正极材料通过还原焙烧获得焙烧料，将焙烧料碱浸得到富锂溶液，再蒸发结晶制备氢氧化锂。CN111170343A将废旧锂离子电池破碎分选得到的正极材料经还原焙烧或氧化焙烧处理得到焙烧料，将焙烧料用石灰乳浆化，选择性浸出锂；将浸出液用磷酸盐净化除杂、蒸发浓缩结晶，得到氢氧化锂。

CN 109761251A以及CN 111170343A中公开的方法存在流程冗长、锂损失率高的问题。对此，需要提供一种短流程高效回收的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过热解处理废旧锂离子电池制备氢氧化锂的方法，所述方法的工艺路线简洁，环境友好，而且具有较高的锂回收率。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种通过热解处理废旧锂离子电池制备氢氧化锂的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)破碎处理放电后的废旧锂离子电池，得到破碎料；

(2)步骤(1)所得破碎料与生石灰混合，得到混合料；

(3)保护性气氛下热解步骤(2)所得混合料，得到热解渣与热解油气；

(4)步骤(3)所得热解渣依次进行球磨与筛分，得到集流体片与黑粉；

(5)步骤(4)所得黑粉进行水浸提锂，得到富锂溶液及提锂渣；

(6)步骤(5)所得富锂溶液进行蒸发结晶，得到氢氧化锂。