[发明专利]一种废旧镍钴锰三元锂离子电池正极回收再生方法

说明书

一种废旧镍钴锰三元锂离子电池正极回收再生方法，根据实际需求调节Ni、Co、Mn的摩尔比，随后进行沉淀，使体系中的Ni、Co、Mn以氢氧化物的形式共沉淀；离心后在溶剂中加入碳酸盐沉淀得到Li₂CO₃；将上述所得的镍钴锰氢氧化物前驱体和Li₂CO₃煅烧可得新的镍钴锰酸锂正极材料。本发明在初期利用铵类盐还原化废旧镍钴锰三元锂离子电池正极材料一方面利用火法回收便捷的优点，另一方面避免火法回收消耗高的缺点降低所需温度，铵类盐在300℃左右开始由固相转为液相，液相可以大大增加质量传输与离子扩散，大大增加了与废旧镍钴锰三元锂离子电池正极材料磺化反应几率，从而大大减少能源损耗同时提高安全性。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池回收领域，具体涉及到以废旧镍钴锰酸锂三元锂离子电池正极 活性材料为原料回收再生制备方法。

背景技术

随着现代社会和工业的高速发展，对可持续绿色能源和生活质量的需求越来越迫切。这进 一步推动了社会向环境和可持续发展的转变。锂电池的出现大大缓解了主要的石油燃料污染和 能源危机，也是某些新能源的很好的替代品，这些新能源具有不确定性和间歇性的特性，如潮 汐能、太阳能、水电、核能和风能等。20世纪90年代，索尼成功地将锂电池商业化凭借其独 特的优势，包括高功率密度、无存储、体积小、重量轻、循环寿命长和低自放电率。迄今为止， 锂电池已经在该领域经过30年的发展和进步，获得了巨大的市场份额。广泛应用于电子消费、 医疗、电动汽车、工业、航空航天和国防、储能等行业。此外，锂离子电池市场目前正在发生 重大变化，在未来五年内，全球锂离子电池预计将以每年数百千兆瓦时的速度增长，并在2022 年占据可充电电池市场的70％。2018年全球锂电池需求为2313.26亿元，出货量为146.38GWh。 特别是锂电池市场需求将达到694.262亿元，到2022年市场容量将达到439.32GWh。在汽车 工业不断电气化的推动下，作为电动汽车和混合动力汽车的主要驱动力，达到了了数百万的交 易量，未来将继续增长。到2022年，锂离子电池的全球市场估计约为400亿美元，超过三分 之一的市场预计将来自混合动力和电动汽车市场。到2020年，仅中国就能生产20万吨废旧锂 离子电池，到2030年，全球预计将处理1100万吨废旧锂离子电池。然而，高金属含量的废物 资源库是一种重要的金属。特别是因为全球储量有限，约为6200万吨的Li和1.42亿吨的Co， 这些原材料的供应自然资源将无法满足未来的需求。然而，废旧锂离子电池中含有许多有价值 的金属，如锂(Li)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)和铝(Al)，这些金属的组成不仅 与天然矿物相似，而且其含量甚至高于天然矿物。各种贵金属的价格急剧上涨，特别是战略钴 的价格在过去两年里翻了两番，从每公斤22美元涨到81美元。因此，从战略物资和可持续发 展的角度考虑，不应将废弃宝贵资源视为废物。除了缓解原材料短缺，废旧锂离子电池的回收 再利用，一方面也能带来巨大的经济价值。废旧锂离子电池的回收利用也存在资源问题，而废 旧锂离子电池造成的环境和安全隐患也十分严重。如果这些用过的锂离子电池处理不当，将会 造成严重的环境污染，影响人类健康。锂离子电池虽然具有高价值，但是它含有有毒的电解质 和难以降解的聚合物，重金属污染、有毒致癌化学物质也是其不可避免的缺陷。在垃圾填埋场 随意或直接处置废旧锂离子会引发爆炸、电击或火灾等安全问题。因此，由于在环境、安全和 战略资源、经济等方面提出的问题和挑战，回收利用废旧锂离子电池正极材料不仅是必要的，而且是迫切的。

发明内容

为解决废旧锂离子电池正极活性材料成分组成复杂，具有显著的资源性和污染性的技术问 题，需要一种综合的工艺实现失效锂离子电池的无害化和资源化。本发明提供了一种废旧镍钴 锰三元锂离子电池正极材料回收再生的方法，旨在采用废弃物料回收再生。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种废旧镍钴锰三元锂离子电池正极回收再生方法， 包括以下步骤:

步骤1、将废旧三元锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂与铵类盐研磨，将研磨后的产物烧结， 得到产物A；