[发明专利]废镍钴锰酸锂电池中回收金属并制备镍钴锰酸锂的方法

摘要

废镍钴锰酸锂电池中回收金属并制备镍钴锰酸锂的方法，其步骤为将废锂离子电池进行放电、拆解或收集正极边角料、正极残片，获得废正极片，废正极片经焙烧、水溶解、过滤获得废镍钴锰酸锂粉末；将废镍钴锰酸锂粉末与焦硫酸钾按一定比例混合后焙烧，焙烧产物用水浸出，然后向溶液中加入碳酸钾溶液后过滤，补充碳酸盐调整滤渣中Li、Ni、Co、Mn的比例后将其球磨、压紧、焙烧，重新获得镍钴锰酸锂正极材料。滤液用硫酸调整成分并进行结晶处理后获得硫酸氢钾。

主权项

废镍钴锰酸锂电池中回收金属并制备镍钴锰酸锂的方法，其特征在于，其步骤为：步骤（1）：将收集来的以镍钴锰酸锂做正极材料的报废锂离子电池在室温下放置于0.1‑1.0mol/L的氢氧化钠水溶液中进行1‑3h的放电处理；放电处理后，将报废的锂离子电池进行拆解，获得正极片；收集以镍钴锰酸锂做正极材料的锂离子电池制造过程产生的正极边角料、正极残片，获得正极片；步骤（2）：将步骤（1）中获得的正极片按正极片的质量与陶瓷坩埚的容积的比例‑g/mL为1:10‑1:15的比例将正极片装入陶瓷坩埚中，然后置于电阻炉中从室温开始以5℃/min的升温速率使炉温升到550℃保温0.5‑1h，然后使电阻炉断电，自然冷却到室温；取出经过焙烧的正极片，按照正极片的质量与水的体积的比例‑g/mL为1:40‑1:70将正极片放入装有水的容器中并搅拌5‑30min，搅拌过程中水的温度为20‑50℃，搅拌速度为10‑200r/min；停止搅拌后，将容器里的混合物用10‑20目的筛网进行筛分，筛上物为铝箔，筛下物为含有正极活性物质的溶液；铝箔用水清洗1‑3次，经自然干燥获得铝箔；筛下物进行抽滤，滤上物用水清洗1‑3次，获得正极活性物质；步骤（3）：将步骤（2）中获得的正极活性物质装入陶瓷坩埚中，然后置于电阻炉中以5℃/min的升温速率使炉温升到500‑700℃并保温0.5‑3h，获得废镍钴锰酸锂粉末；步骤（4）：将步骤（3）得到的废镍钴锰酸锂粉末与焦硫酸钾按质量比‑g/g为1:0.4‑1:2的比例混合后放入陶瓷研钵中充分研磨混合均匀，将研磨后的混合物装入陶瓷坩埚并加陶瓷盖盖上，然后放入电阻炉中焙烧，以3‑10℃/min的升温速率使炉温升到400‑700℃并保温10‑60min；步骤（5）：焙烧结束后，将坩埚中的物质在搅拌的条件下用20‑50℃的水进行浸出，浸出时间5‑30min，固液比‑g/mL为1:10‑1:50；然后把浸出液升温到95‑98℃，将1.0‑3.0mol/L的碳酸钾溶液缓慢加入浸出液，过滤、洗涤滤渣并干燥，分析滤渣中Ni、Co、Mn的含量，然后往滤渣补充碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰中的一种或两种，使补充后滤渣中的Ni、Co、Mn摩尔比满足1:1:1的要求，再分析滤渣中Li、Ni、Co、Mn的含量，按照Li、Ni、Co、Mn的摩尔比为1.05:0.33:0.33:0.33的要求往滤渣补充碳酸锂，然后将其在球磨机中充分球磨，再将其在0.1‑100MPa的压力下压紧，放入干净的陶瓷坩埚中，在空气气氛中于400‑500℃恒温2‑6h，再升温至850℃下保温10h后缓慢冷却至室温，烧制后的样品粉碎、研磨，过400目筛，获得镍钴锰酸锂正极材料；步骤（6）：将步骤（5）过滤得到的溶液用浓硫酸调整成分使溶液的pH值为0.5‑1.0，然后在蒸发结晶器中结晶，结晶控制条件为真空度0.012‑0.015MPa、温度120‑140℃，结晶物在50‑80℃和0.2‑3h下干燥获得硫酸氢钾。