[发明专利]镍钴锰三元锂电池的回收利用方法

说明书

本申请提供一种镍钴锰三元锂电池的回收利用方法，包括如下步骤：将镍钴锰三元锂电池进行前处理得到正极粉末；将正极粉末溶解于酸溶液，并加入还原剂，获得第一混合溶液；向第一混合液中加入络合剂以及沉淀剂，络合剂与铝离子络合，调节第一混合溶液的pH值，使镍离子、钴离子、锰离子以及铝离子沉淀得到四元前驱体，并获得第二混合溶液；向第二混合溶液中加入碳酸钠使锂离子沉淀，沉淀的碳酸锂与四元前驱体混合得到混合沉淀物。本申请的镍钴锰三元锂电池的回收利用方法，通过添加络合剂，使络合剂与第一混合溶液中的铝离子络合，减缓铝离子的沉淀，并调节第一混合溶液的pH值，使镍离子、钴离子、锰离子以及铝离子实现共同沉淀。

技术领域

本申请涉及新能源及环保领域，尤其涉及一种镍钴锰三元锂电池的回收利用方法。

背景技术

由于全球范围内化石能源的不断枯竭以及温室气体的大量排放，造成地球生态环境的不断恶化，阻碍了人类文明不断前进的脚步，所以动力电池应运而生，成为车用能源的替代品。三元锂离子电池具有容量高、比能量密度大、工作电压高、自放电小、循环性能好等优点，使其可广泛应用于消费电池市场，并占据电动汽车领域动力电池市场的主要份额。随着锂离子电池装机量的急剧增加，当其达到使用寿命后，废旧锂离子电池的处置问题也日趋严峻。废旧锂离子电池中既含具有镍、钴、锰等过渡金属以及铜、铝等金属，也含电解液、隔膜等易燃有机物质，故回收废旧锂电池十分必要。目前针对废旧三元锂离子电池的回收方法主要是湿法回收过程，大部分回收方案是分别针对锂、镍、钴、锰进行回收，其流程较长、成本较高，且易产生大量废酸等有毒有机物，处理不当极易污染环境。

中国专利CN106785177B提出了一种以废旧镍钴锰三元锂离子电池回收、制备镍钴锰铝四元正极材料的方法：将废旧三元锂离子电池拆解得到的卷芯使用有机溶剂浸泡后，使用硫酸浸出得到含有Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Al³⁺的浸出液；使用水溶性硫化盐除去Cu²⁺后，得到除杂液；调节除杂液中Ni、Co、Mn、Al的摩尔比后投加碱金属氢氧化物使体系中的Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺以氢氧化物形式同步沉淀；不进行固液分离后直接投加碳酸盐进行二级沉淀使Li以碳酸锂的形式沉积；将混合沉淀在空气中焙烧得到Al掺杂的NCM四元正极材料。该方法存在镍钴锰元素分布不均匀，最终正极材料的电化学性能较差的问题。且，由于Al(OH)₃的溶度积与Ni、Co、Mn相差较大，沉淀过程中，Al元素沉淀完全后Ni、Co、Mn才开始沉淀，使得Al元素无法均匀进入材料晶格内部，难以得到真正意义上的四元材料。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本申请提供一种工艺简单、成本低、原料来源范围广、效率高的镍钴锰三元锂电池的回收利用方法。

本申请实施例提供一种镍钴锰三元锂电池的回收利用方法，包括如下步骤：

将镍钴锰三元锂电池进行前处理得到正极粉末；

将所述正极粉末溶解于酸溶液，并加入还原剂，获得第一混合溶液；

向所述第一混合液中加入络合剂以及沉淀剂，所述络合剂与铝离子络合，调节所述第一混合溶液的pH值，使镍离子、钴离子、锰离子以及铝离子沉淀得到四元前驱体，并获得第二混合溶液；以及

向所述第二混合溶液中加入碳酸钠使锂离子沉淀，沉淀的碳酸锂与所述四元前驱体混合得到混合沉淀物。

进一步的，通过添加络合剂，使络合剂与第一混合溶液中的铝离子络合，减缓铝离子的沉淀，并调节第一混合溶液的pH值，使镍离子、钴离子、锰离子以及铝离子实现共同沉淀，提升铝元素在镍钴锰元素中的均匀度。

在一种可能的实施方式中，还包括如下步骤：

将所述混合沉淀物搅拌均匀；以及