[发明专利]一种从锂电池正极材料浸出锂的方法

说明书

本发明公开了一种从锂电池正极材料浸出锂的方法，包括以下步骤：步骤1、以锂电池正极材料为原料，路易斯酸为浸取剂，结合氧化剂形成浸出体系；步骤2、将步骤1的浸出体系加热进行浸出反应得到反应液；步骤3、对反应液进行过滤得到的滤液为含锂溶液。本发明不需要高温焙烧，只需简单的加热搅拌，节约了反应过程中能耗的使用，减低了生产成本，最终产品杂质少，锂的浸出率高，实现了锂浸出的选择性，后期除杂和再生操作简单。

技术领域

本发明涉及锂电池材料回收方法领域，具体是一种从锂电池正极材料浸出锂的方法。

背景技术

碳中和背景下，电动汽车行业和储能市场迅速增长。磷酸铁锂(LFP) 电池具有成本低、功率容量大、循环寿命长等特性，被广泛应用于汽车行业作为电动/混合动力汽车的电源。LFP价格上涨，国内大量LFP动力电池报废进入回收阶段，预测2030年报废磷酸铁锂电池将达到31.33万吨，且LFP的锂含量高于我国开发利用的品位仅有0.8 ~1.4%锂的原矿，废旧LFP电池的回收价值凸显。一方面，若是从废旧LFP电池中回收锂可支撑供需链，同时保留原始资源，从而减轻经济负担。另一方面，LFP电池含有的LiPF₆、有机碳酸酯、铜等列入国家危险废物名录的化学物质，若不当或直接将废弃LFP电池进行填埋处理，对环境及人类健康都具有极大危害。综合考虑锂资源区域分布、锂价格因素、环保因素等，废旧磷酸铁锂电池正极材料的资源化回收具有战略意义。

申请号为202110970123.8的专利公布了废旧锂电池的回收及制备三元前驱体的方法，主要流程是先将废旧锂电池经过前处理得到电池粉和铝渣，电池粉进行焙烧处理，再将焙烧后的电池粉加水制浆，再加入金属氯化物进行浸出反应，固液分离得到镍钴锰渣和氯化锂溶液，后续通过一系列步骤制备三元前驱体。

申请号为202111563333.1的专利公布了一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法，主要流程为物料与钠盐进行混合，得到的混合料进行焙烧，得到焙烧料；焙烧料进行低温水浸出，过滤得到磷富集液和浸出渣；磷富集液蒸发浓缩后得到工业级磷酸钠，浸出渣采用稀酸氧压浸出，得到锂富集液和铁富集渣；锂富集液净化除杂后，加入饱和碳酸钠溶液制备得到电池级碳酸锂。

申请号为202011501898.2的专利公布了一种利用路易斯酸选择性回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法，主要流程是将废旧锂离子电池正极材料与路易斯酸混合进行焙烧处理，利用路易斯酸熔体中过渡金属氧化还原对的电化学氧化还原电位，与废旧锂离子电池材料发生氧化还原反应，锂离子形成可溶性锂盐从锂离子电池正极材料中脱除，再通过浸出和沉淀得到锂盐，实现废旧锂离子电池正极材料中锂的高效选择性提取。

现有的技术主要依靠酸碱浸出的方法，容易造成锂的损失，锂的浸出率不高，而且由于没有选择性，浸出液中存在大量杂质，后期除杂比较困难，在浪费时间的同时，也需要加入更多的沉淀剂增加成本并且得到的产物纯度较低；现有技术需要在加入浸出剂的同时高温焙烧，虽然实现了锂的高效选择性浸出，但是需要耗费大量的能量，生产成本大幅度提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种从锂电池正极材料浸出锂的方法，以解决现有技术锂电池中锂和其他金属难以选择性回收的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种从锂电池正极材料浸出锂的方法，包括以下步骤：

步骤1、以锂电池正极材料为原料，向原料中加入作为浸取剂的路易斯酸以及氧化剂形成浸出体系，其中作为浸取剂的路易斯酸的浓度为0.5-4mol/L，原料和浸取剂的固液比是1:10~1:50；

步骤2、将步骤1的浸出体系加热进行浸出反应，得到反应液；

步骤3、对反应液进行过滤，得到的滤液为含锂、磷、铁、铝的溶液。

进一步的，步骤1中的锂电池正极材料粉碎目数至小于或等于200目。

进一步的，步骤1中的路易斯酸为氯化铝、硫酸铁和氯化铁的一种或任意比例的几种。