WO2022062675A1 - 一种废旧锂电池正极材料的回收方法 - Google Patents

一种废旧锂电池正极材料的回收方法 Download PDF

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WO2022062675A1
WO2022062675A1 PCT/CN2021/110323 CN2021110323W WO2022062675A1 WO 2022062675 A1 WO2022062675 A1 WO 2022062675A1 CN 2021110323 W CN2021110323 W CN 2021110323W WO 2022062675 A1 WO2022062675 A1 WO 2022062675A1
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waste
lithium
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battery positive
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陈鑫根
唐红辉
黎亮
刘勇奇
曹磊军
李长东
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广东邦普循环科技有限公司
湖南邦普循环科技有限公司
湖南邦普汽车循环有限公司
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Definitions

  • the invention belongs to the field of lithium ion battery recycling, and in particular relates to a recycling method for a positive electrode material of a waste lithium battery.
  • Lithium battery recycling has achieved rapid development in China in recent years.
  • Waste ternary lithium batteries are prepared after monomer disassembly (also called crushing, pretreatment), leaching, copper removal, iron and aluminum removal, extraction and co-precipitation.
  • the ternary precursor and lithium salt, and the by-product is Yuanming powder, which has achieved good economic benefits and formed a large scale.
  • the solution after copper removal contains ferrous ions.
  • ferrous ions are not easy to precipitate, it is necessary to oxidize ferrous ions into iron ions and then adjust the pH to precipitate iron ions.
  • sodium chlorate is commonly used to oxidize ferrous ion, which has the characteristics of high efficiency and fast speed, but chloride ion is introduced, so that the yuanming powder obtained by evaporation and crystallization of the lithium salt section contains chloride ions.
  • the value of yuanming powder is determined by Hundreds of yuan per ton has become tens of yuan per ton or even difficult to sell.
  • the valuable metals in the waste ternary electrode powder battery are nickel, cobalt, manganese and lithium, which themselves are a kind of raw material without copper in the waste ternary battery, and lithium cobalt oxide is also a raw material for the recycling of waste ternary battery.
  • the price of one metal ton of pyrolusite is 54 yuan. It can be considered that manganese is a low-value metal, and the price of lithium is currently at a low position.
  • the price of battery-grade lithium carbonate is more than 40,000 a ton. Because pole piece powder, lithium manganate and lithium cobaltate are all the raw materials of the battery recycling line, the raw materials come from a wide range of sources.
  • waste lithium cobalt oxide and waste pole piece powder are used as recycled raw materials.
  • waste lithium manganate cathode materials there is currently a patent number CN101538655A "A method of recycling from waste lithium manganate battery cathode materials", which uses sulfuric acid to leach lithium manganate, lithium leach into leaching solution, manganese in lithium manganate A disproportionation reaction occurs, and part of it becomes tetravalent and precipitates into manganese dioxide, and part of it becomes divalent manganese and leaches into the leaching solution.
  • the use of manganese dioxide can indeed achieve the method mentioned in the patent, but the waste lithium manganate cathode material contains impurities such as carbon black and alumina, which obviously cannot be used as super capacitors Material.
  • the main components in the leaching solution are lithium sulfate and manganese sulfate. It is necessary to add more expensive liquid alkali to precipitate the manganese ions, which shows that the recovery cost of the leaching solution is relatively high. As a result, its economic benefits are low, and the economic benefits of building a wet recycling production line alone are low, resulting in unmanned recycling and predicament of lithium manganate batteries.
  • the object of the present invention is to provide a method for recycling waste and old lithium battery positive electrode materials, which can recycle waste and old lithium manganate, waste and old lithium cobaltate and waste and old ternary positive electrode materials for parallel production, and can recover valuable metals at low cost. Lithium, high safety and the process of oxidizing ferrous ions does not introduce chloride ions.
  • the present invention adopts the following technical solutions:
  • a method for recycling a positive electrode material of a waste lithium battery comprising the following steps:
  • Oxidative acid leaching is performed on the positive electrode material of the waste lithium battery to obtain a leaching solution
  • the waste lithium battery is also pretreated to obtain battery positive electrode material powder.
  • the pretreatment includes discharging, disassembling, pulverizing, sorting, and sintering to obtain battery positive electrode material powder.
  • the temperature of the acid leaching is 60°C-90°C.
  • the solution used in the oxidative acid leaching is one of sulfuric acid and hydrogen peroxide.
  • the heating is to heat the solution after copper removal to 90°C-110°C.
  • the pH of the solution after copper removal is 1.0-3.5.
  • the content of ferrous ions in the solution after copper removal is greater than 0.5 g/L.
  • the waste battery positive electrode powder is at least one of waste ternary battery positive electrode flake powder, waste lithium manganate powder or waste lithium cobalt oxide powder.
  • the substance that does not participate in the reaction is graphite slag, and the waste ternary battery cathode powder can directly remove iron and aluminum without graphite slag.
  • the lithium content of the waste ternary battery cathode sheet powder is 3-5%, the nickel content is 12-17%, the cobalt content is 15-19%, and the manganese content is 13-19% .
  • Waste ternary battery cathode powder does not contain iron and copper.
  • the reaction time is 4-6 hours, and the reaction temperature is 90°C-110°C.
  • the pH adjustment to acidity is to adjust the pH to 3.5-4.5.
  • the solution used for adjusting pH to acidity is one of sodium hydroxide or sodium carbonate.
  • step (3) the iron-aluminum slag is returned to step (1) for acid leaching.
  • the lye is sodium carbonate.
  • step (3) reaction is as follows:
  • the present invention also provides the application of the above recovery method in recovering valuable metals from the positive electrode material of waste lithium batteries.
  • the method for recovering the positive electrode material of a waste lithium battery uses ferrous ions in the solution after copper removal as a reducing agent, and leaches lithium manganate, lithium cobaltate, and nickel, cobalt, and manganese in the positive electrode sheet powder of ternary batteries. element, the lithium in it is efficiently recovered, the parallel production of waste ternary cathode materials, waste lithium manganate and waste lithium cobaltate is achieved, and a safe, low-cost and chloride-free ferrous oxide is provided. ionic method.
  • Embodiment 1 is a process flow diagram of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a process flow diagram of Embodiment 2 of the present invention.
  • a method for recycling a positive electrode material of a waste lithium battery comprising the following steps:
  • Drying the iron-aluminum slag in step (3) can obtain a filter residue with a dry weight of about 1.36 tons, wherein the nickel content is 0.02%, the cobalt content is 0.03%, the manganese content is 0.04%, and the lithium content is 0.035%.
  • step (3) reaction is as follows:
  • Fig. 1 is the process flow chart of Example 1 (the black box represents the processing procedure, and the white box represents the obtained substance or the added substance, such as the leaching solution obtained by acid leaching of the battery).
  • a method for recycling a positive electrode material of a waste lithium battery comprising the following steps:
  • step (3) 0.34 kg of filter residue in step (3), wherein the manganese content is 6.8%, and the lithium content is 0.45%, it can be drawn that the ratio of nickel cobalt manganese entering the filtrate is more than 98%, and the ratio of lithium entering the filtrate is 97%, The economy is very good; the filter residue is returned to step (1), and sulfuric acid + hydrogen peroxide is used to carry out reducing acid leaching on the filter residue to obtain 0.22 kg of carbon black residue.
  • the manganese content in the carbon black residue is 0.14% and the lithium content is 0.003%. %, the total metal leaching rate is greater than 99%.
  • the reaction mechanism is as follows:
  • FIG. 2 is a process flow chart of Example 2 (the black box represents the processing procedure, and the white box represents the obtained substance or the added substance, such as battery powder obtained by pretreatment of the battery).
  • a method for recycling a positive electrode material of a waste lithium battery comprising the following steps:
  • Example 1 0.04 85.1 1.37 0
  • Example 2 0.04 85.2 1.36 0
  • Comparative Example 1 0.04 85.1 1.37 0
  • Table 3 Table of element content of iron-aluminum slag
  • the content of the main elements nickel and cobalt is basically the same, and the content of nickel, cobalt and manganese is 0.19% relative to the average manganese content of the filter residue added with sodium chlorate.
  • the slag is mainly graphite.

Abstract

本发明属于锂离子电池回收领域,公开了一种废旧锂电池正极材料的回收方法,包括以下步骤:(1)对废旧锂电池正极材料进行酸浸,得到浸出液;(2)将铁粉加入浸出液中进行还原,得到海绵铜和除铜后液;(3)将除铜后液加热,再加入废旧电池正极粉混合,反应,调pH至酸性,过滤,得到铁铝渣和滤液;(4)取滤液进行萃取,得到硫酸镍钴锰溶液和萃余液,将硫酸镍钴锰溶液进行共沉淀得到三元前驱体,将碱液加入萃余液中,过滤,得到碳酸锂。本发明提供的废旧锂电池正极材料的回收方法,其通过除铜后液中的亚铁离子做还原剂,浸出锰酸锂、钴酸锂、以及三元电池正极片粉中的镍钴锰金属元素,高效地回收了其中的锂。

Description

一种废旧锂电池正极材料的回收方法 技术领域
本发明属于锂离子电池回收领域,特别是涉及一种废旧锂电池正极材料的回收方法。
背景技术
锂电池回收近几年在中国取得较快的发展,废旧三元锂电池经过单体拆解(也称之为破碎、前处理)、浸出、除铜、除铁铝、萃取以及共沉淀后制备三元前驱体和锂盐,副产品为元明粉,取得了较好的经济效益,并形成了较大的规模。
在使用铁粉除铜后,除铜后液中含有亚铁离子,在除铁铝过程中,由于亚铁离子不易沉淀,需要将亚铁离子氧化成铁离子后再调节pH使铁离子沉淀,目前使用普遍氯酸钠氧化亚铁离子,具有效率高,速度快的特点,但由此引入了氯离子,使锂盐段蒸发结晶获得的元明粉中含有氯离子,元明粉的价值由数百元每吨变成几十元每吨甚至难以销售,一个两万吨的锂电池回收企业每年为此要损失近千万元,同时,氯离子的引入会大幅度加快设备的腐蚀,尤其是对于MVR蒸发器,氯离子浓度高到一定程度需要使用昂贵的钛合金材料才能耐受腐蚀。尝试使用双氧水氧化亚铁离子,但是除铜后液的温度普遍大于70℃,明显高于双氧水的分解温度60℃,加入双氧水剧烈分解,容易发生冒槽事故而引起工伤,并且此时双氧水的有效利用率不到百分之十。因此,急需一种低成本、高安全性并且不引入氯离子的氧化亚铁离子的方法。
废旧三元极片粉电池中有价金属为镍钴锰和锂,其本身为废旧三元电池中一种不含铜的原料,钴酸锂也是废旧三元电池回收的一种原料。而软锰矿一个金属吨度的价格为54元,可以认为其中的锰为低价值金属,锂的价格目前也处于较低位置,电池级碳酸锂的价格4万多一吨。因为极片粉、锰酸锂和钴酸锂均属于电池回收线的原料,所以原料来源广泛。
目前,废旧钴酸锂和废旧极片粉均作为回收原料使用。对于废旧锰酸锂正极材料目前有专利号为CN101538655A的《一种自废旧锰酸锂电池正极材料中回收的方法》,其采用硫酸浸出锰酸锂,锂浸出进入浸出液,锰酸锂中的锰发生歧化反应,部分变成4价沉淀为二氧化锰,部分变成二价锰浸出进入浸出液。如果是未进入锂电池的锰酸锂报废料,二氧化锰的用途确实可以实现专利所说的方法,但是废旧锰酸锂正极材料 中含有炭黑和氧化铝等杂质,明显不能用做超级电容材料。浸出液中主要成分为硫酸锂和硫酸锰,需要加入价格较贵的液碱将锰离子沉淀下来,可见其浸出液的回收成本较高。由此造成了其经济效益低下,单独建设湿法回收产线的经济效益低,从而造成了锰酸锂电池无人回收和困境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧锂电池正极材料的回收方法,该方法可将废旧锰酸锂和废旧钴酸锂与废旧三元正极材料回收并线生产,可以低成本回收其中的有价金属锂,高安全性并且氧化亚铁离子的过程不引入氯离子。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种废旧锂电池正极材料的回收方法,包括以下步骤:
(1)对废旧锂电池正极材料进行氧化酸浸,得到浸出液;
(2)将铁粉加入浸出液中进行还原,得到海绵铜和除铜后液;
(3)将除铜后液加热,再加入废旧电池正极粉混合,反应,调pH至酸性,过滤,得到铁铝渣和滤液;
(4)取滤液进行萃取,得到硫酸镍钴锰溶液和萃余液,将硫酸镍钴锰溶液进行共沉淀得到三元前驱体,将碱液加入萃余液中,过滤,得到碳酸锂。
优选地,步骤(1)中,还对废旧锂电池进行预处理,得到电池正极材料粉。
更优选地,所述预处理包括放电,拆解,粉碎,分选,烧结,得到电池正极材料粉。
优选地,步骤(1)中,所述酸浸的温度为60℃-90℃。
优选地,步骤(1)中,所述氧化酸浸使用的溶液为硫酸、双氧水中的一种。
优选地,步骤(3)中,所述加热是将除铜后液加热至90℃-110℃。
优选地,步骤(3)中,所述除铜后液的pH为1.0-3.5。
优选地,步骤(3)中,所述除铜后液中亚铁离子含量>0.5g/L。
优选地,步骤(3)中,所述废旧电池正极粉为废旧三元电池正极片粉、废旧锰酸锂粉或废旧钴酸锂粉中的至少一种。
废旧锰酸锂粉或废旧钴酸锂粉中除铁铝后,有不参加反应的物质为石墨渣,而废旧三元电池正极片粉可以直接除铁铝不含有石墨渣。
更优选地,按质量百分数计,所述废旧三元电池正极片粉的锂含量为3-5%,镍含量为12-17%,钴含量为15-19%,锰含量为13-19%。废旧三元电池正极片粉不含 铁铜。
优选地,步骤(3)中,所述反应的时间为4-6小时,反应的温度为90℃-110℃。
优选地,步骤(3)中,所述调pH至酸性是将pH调至3.5-4.5。
优选地,步骤(3)中,所述调pH至酸性使用的溶液为氢氧化钠或碳酸钠中的一种。
优选地,步骤(3)中,所述铁铝渣返回步骤(1)中进行酸浸。
优选地,步骤(4)中,所述碱液为碳酸钠。
步骤(3)反应的机理如下:
2LiNi XCo YMn (1-x-y)O 2+4H 2SO 4+2FeSO 4=Fe 2(SO 4) 3+2Ni XCo YMn (1-X-Y)SO 4+Li 2SO 4+H 2O   式(Ⅰ),
8H 2SO 4+2LiMn 2O 4+6FeSO 4=Li 2SO 4+8H 2O+3Fe 2(SO 4) 3+4MnSO 4   式(Ⅱ),
8H 2SO 4+2LiCo 2O 4+6FeSO 4=Li 2SO 4+8H 2O+3Fe 2(SO 4) 3+4CoSO 4   式(Ⅲ)。
当只加入废旧三元电池正极片粉时,机理如式(Ⅰ),当加入废旧三元电池正极片粉、废旧锰酸锂粉或废旧钴酸锂粉时,机理如式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)。
本发明还提供上述的回收方法在废旧锂电池正极材料回收有价金属中的应用。
本发明的优点:
本发明提供的废旧锂电池正极材料的回收方法,其通过除铜后液中的亚铁离子做还原剂,浸出锰酸锂、钴酸锂、以及三元电池正极片粉中的镍钴锰金属元素,高效地回收了其中的锂,做到了废旧三元正极材料与废旧锰酸锂、废旧钴酸锂的并线生产,并且提供了一种安全、低成本和不引入氯离子的氧化亚铁离子的方法。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图;
图2为本发明实施例2的工艺流程图。
具体实施方式
为了对本发明进行深入的理解,下面结合实例对本发明优选实验方案进行描述,以进一步的说明本发明的特点和优点,任何不偏离本发明主旨的变化或者改变能够为本领域的技术人员理解,本发明的保护范围由所属权利要求范围确定。
实施例1
一种废旧锂电池正极材料的回收方法,包括以下步骤:
(1)对废旧锂电池正极材料进行酸浸,得到浸出液和碳黑渣;
(2)将铁粉加入浸出液中进行还原,得到海绵铜和除铜后液;
(3)将镍钴锰离子的总含量为90g/L,亚铁离子含量为8.0g/L,pH为1.6,体积为24m 3的除铜后液加热至100℃,再加入0.32吨的锂含量为3.2%,镍含量为16.8%,钴含量为16.0%,锰含量为14.1%的废旧三元电池正极片粉混合,反应4h后,加入氢氧化钠调节pH值到4.5,压滤洗涤,得到2.4吨的铁铝渣和亚铁离子含量≤10mg/L的滤液;
(4)取滤液进行萃取,得到硫酸镍钴锰溶液和萃余液,将硫酸镍钴锰溶液进行共沉淀得到三元前驱体,将碱液加入萃余液中,过滤,取滤渣得到碳酸锂,滤液进行浓缩得到元明粉。
将步骤(3)中的铁铝渣烘干可得滤渣干重约为1.36吨,其中镍含量为0.02%,钴含量为0.03%,锰含量为0.04%,锂含量为0.035%。
步骤(3)反应的机理如下:
2LiNi XCo YMn (1-x-y)O 2+4H 2SO 4+2FeSO 4=Fe 2(SO 4) 3+2Ni XCo YMn (1-X-Y)SO 4+Li 2SO 4+H 2O   式(Ⅰ)。
图1为实施例1的工艺流程图(黑色框中表示进行处理的工序,白色框中表示的得到物质或加入的物质,比如将电池酸性浸出得到浸出液)。
实施例2
一种废旧锂电池正极材料的回收方法,包括以下步骤:
(1)对废旧锂电池正极材料进行酸浸,得到浸出液和碳黑渣;
(2)将铁粉加入浸出液中进行还原,得到海绵铜和除铜后液;
(3)将镍钴锰离子的总含量为93g/L,亚铁离子含量为5.9g/L,pH为1.5,体积为189L的除铜后液加热至95℃,再加入2.01千克的锂含量为3.3%,镍含量为13.4%,钴含量为15.2%,锰含量为18.1%,碳含量为12.7%的废旧混合粉末(废旧三元电池正极片粉、废旧锰酸锂和废旧钴酸锂粉末)混合,反应4h后,加入氢氧化钠调节pH值到4.5,压滤洗涤,得到0.34千克的铁铝渣和亚铁离子含量≤10mg/L的滤液;
(4)取滤液进行萃取,得到硫酸镍钴锰溶液和萃余液,将硫酸镍钴锰溶液进行共沉淀得到三元前驱体,将碱液加入萃余液中,过滤,取滤渣得到碳酸锂,滤液进行浓缩得到元明粉。
步骤(3)中滤渣0.34千克,其中锰含量为6.8%,锂含量为0.45%,可以得出进入滤液的镍钴锰的比例为98%以上,进入所述滤液的锂的比例为97%,经济性很好; 将滤渣返回步骤(1)中,使用硫酸+双氧水对所述滤渣进行还原酸浸,得到炭黑渣0.22公斤,所述炭黑渣中锰含量为0.14%,锂含量为0.003%,总的金属浸出率大于99%。
反应机理如下:
2LiNi XCo YMn (1-x-y)O 2O 2+4H 2SO 4+2FeSO 4=Fe 2(SO 4) 3+2Ni XCo YMn (1-X-Y)SO 4+Li 2SO 4+H 2O  式(Ⅰ),
8H 2SO 4+2LiMn 2O 4+6FeSO 4=Li 2SO 4+8H 2O+3Fe 2(SO 4) 3+4MnSO 4  式(Ⅱ),
8H 2SO 4+2LiCo 2O 4+6FeSO 4=Li 2SO 4+8H 2O+3Fe 2(SO 4) 3+4CoSO 4  式(Ⅲ)。
图2为实施例2的工艺流程图(黑色框中表示进行处理的工序,白色框中表示的得到物质或加入的物质,比如将电池预处理得到电池粉)。
对比例1
一种废旧锂电池正极材料的回收方法,包括以下步骤:
(1)对废旧锂电池正极材料进行酸浸,得到浸出液和碳黑渣;
(2)将铁粉加入浸出液中进行还原,得到海绵铜和除铜后液;
(3)将镍钴锰离子的总含量为90g/L,亚铁离子含量为8.0g/L,pH为1.6,体积为24m 3的除铜后液加热至100℃,再加入氯酸钠混合,反应4h后,加入氢氧化钠调节pH值到4.5,压滤洗涤,得到铁铝渣和除铁铝滤液;
(4)取滤液进行萃取,得到硫酸镍钴锰溶液和萃余液,将硫酸镍钴锰溶液进行共沉淀得到三元前驱体,将碱液加入萃余液中,过滤,取滤渣得到碳酸锂,滤液进行浓缩得到元明粉。
检测实施例1-2和对比例1中除铜后液元素成分,结果如表1所示:
表1
Figure PCTCN2021110323-appb-000001
检测实施例1-2和对比例1中海绵铜元素成分,结果如表2所示:
表2
  NiCoMn(%) Cu(%) Fe(%) Al(%)
实施例1 0.04 85.1 1.37 0
实施例2 0.04 85.2 1.36 0
对比例1 0.04 85.1 1.37 0
检测实施例1-2和对比例1中铁铝渣元素成分,结果如表3所示:
表3:铁铝渣元素含量表
Figure PCTCN2021110323-appb-000002
从表3可得其中锂含量与加氯酸钠反应的滤渣的锂含量并没有显著差异,主要元素镍钴含量基本一致,镍钴锰含量相对于加入氯酸钠的滤渣的锰含量均值0.19%的约5倍,由于反应程度高,反应彻底,渣主要为石墨。
检测实施例1-2和对比例1中硫酸镍钴锰成分,结果如表4所示:
表4:硫酸镍钴锰元素成分表
Figure PCTCN2021110323-appb-000003
检测实施例1-2和对比例1中碳酸锂的元素成分,结果如表5所示:
表5:碳酸锂元素成分表
Figure PCTCN2021110323-appb-000004
Figure PCTCN2021110323-appb-000005
检测实施例1-2和对比例1中元明粉的元素成分,结果如表6所示:
表6:元明粉元素成分表
Figure PCTCN2021110323-appb-000006
从表6可得利用氯酸钠氧化亚铁,元明粉中含有氯离子,元明粉的价值由数百元每吨变成几十元每吨甚至难以销售,而本发明的实施例没有氯离子,可以直接出售元明粉。
实施例1-2和对比例1中各元素的回收率和成本,结果如表7所示:
表7
元素 Ni Co Mn Li Fe Cu
实施例1 99.49% 99.2% 98.79% 95.35% 99.8% 99.85%
实施例2 99.49% 99.2% 98.79% 95.85% 99.8% 99.85%
对比例1 97.50% 96.0% 95.2% 94.2% 99.2% 99.3%
从表7可以知道,在将生产原料转化为生产辅料的同时,镍钴锰的回收率均比对比例1要高,反应进行的很彻底,取得了很好地实际应用效果。
以上对本发明提供的一种废旧锂电池正极材料的回收方法进行了详细的介绍,本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,包括最佳方式,并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或***,和实施任何结合的 方法。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定,并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素,那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

  1. 一种废旧锂电池正极材料的回收方法,其特征在于,包括以下步骤:
    (1)对废旧锂电池正极材料进行氧化酸浸,得到浸出液;
    (2)将铁粉加入浸出液中进行还原,得到海绵铜和除铜后液;
    (3)将除铜后液加热,再加入废旧电池正极粉混合,反应,调pH至酸性,过滤,得到铁铝渣和滤液;
    (4)取滤液进行萃取,得到硫酸镍钴锰溶液和萃余液,将硫酸镍钴锰溶液进行共沉淀得到三元前驱体,将碱液加入萃余液中,过滤,得到碳酸锂。
  2. 根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,步骤(1)中,所述酸浸的温度为60℃-90℃。
  3. 根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氧化酸浸使用的溶液为硫酸、双氧水中的一种。
  4. 根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,步骤(3)中,所述废旧电池正极粉为废旧三元电池正极片粉、废旧锰酸锂粉或废旧钴酸锂粉中的至少一种。
  5. 根据权利要求4所述的回收方法,其特征在于,按质量百分数计,所述废旧三元电池正极片粉的锂含量为3-5%,镍含量为12-17%,钴含量为15-19%,锰含量为13-19%。
  6. 根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,步骤(3)中,所述反应的时间为4-6小时,反应的温度为90℃-110℃。
  7. 根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,步骤(3)中,所述调pH使用的溶液为氢氧化钠或碳酸钠中的一种。
  8. 根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,步骤(3)中,所述铁铝渣返回步骤(1)中进行酸浸。
  9. 根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,步骤(4)中,所述碱液为碳酸钠。
  10. 权利要求1-9任一项所述的回收方法在废旧锂电池正极材料回收有价金属中的应用。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114890441A (zh) * 2022-05-16 2022-08-12 昆明理工大学 从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法
CN114899522A (zh) * 2022-07-11 2022-08-12 河北顺境环保科技有限公司 一种废旧三元软包锂电池的处理方法
CN114959272A (zh) * 2022-05-19 2022-08-30 江苏大学 从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法
CN115072688A (zh) * 2022-08-18 2022-09-20 矿冶科技集团有限公司 一种废旧磷酸铁锂电池全组分回收方法
CN115180661A (zh) * 2022-07-22 2022-10-14 余姚市鑫和电池材料有限公司 一种从铁铝废渣中回收镍钴铜混合硫酸盐的方法
CN115433825A (zh) * 2022-08-16 2022-12-06 湖南中邦再生资源科技有限公司 一种废旧锂电池中铁和硫的综合回收方法
CN115627356A (zh) * 2022-09-27 2023-01-20 暨南大学 一种废旧三元锂电池金属回收方法
CN115959829A (zh) * 2022-12-27 2023-04-14 重庆科技学院 退役锂电池回收过程中产生铁铝渣和废炭渣的回收方法
CN116706050A (zh) * 2023-08-07 2023-09-05 江门市科恒实业股份有限公司 中低镍单晶三元正极材料及其制备方法和电池
US11876196B2 (en) 2020-08-24 2024-01-16 Green Li-Ion Pte. Ltd. Process for removing impurities in the recycling of lithium-ion batteries
WO2024055071A1 (en) * 2022-09-14 2024-03-21 Gelion Technologies Pty Ltd A recycling method for recovery of valuable metal elements from waste battery materials

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112158894A (zh) * 2020-09-24 2021-01-01 广东邦普循环科技有限公司 一种废旧锂电池正极材料的回收方法
CN113526751A (zh) * 2021-05-31 2021-10-22 广东邦普循环科技有限公司 一种废旧电池放电处理高盐废水的方法和应用
CN113957255B (zh) * 2021-09-30 2022-11-15 广东邦普循环科技有限公司 一种废旧三元锂电池中有价金属分离回收的方法
CN114188627A (zh) * 2021-11-23 2022-03-15 广东邦普循环科技有限公司 一种锂电池正极片的回收方法
CN114906863B (zh) * 2022-05-31 2023-12-15 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种废旧锰酸锂正极材料的综合回收方法
CN115058605B (zh) * 2022-06-29 2023-11-03 广东邦普循环科技有限公司 一种废旧锂电池材料的回收方法
CN116334407B (zh) * 2023-05-25 2023-09-26 恩彻尔(天津)环保科技有限公司 一种含镍废料资源化处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040028585A1 (en) * 2000-09-13 2004-02-12 Francois Cardarelli Method for recycling spent lithium metal polymer rechargeable batteries and related materials
CN110983045A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 湖南邦普循环科技有限公司 一种镍钴锰溶液除铁铝的方法
CN111082043A (zh) * 2019-11-26 2020-04-28 宁夏百川新材料有限公司 一种废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料的回收利用方法
CN111206153A (zh) * 2020-02-20 2020-05-29 贵州红星电子材料有限公司 一种镍钴锰酸锂电池正极材料的回收方法
CN111270073A (zh) * 2020-02-03 2020-06-12 广东省稀有金属研究所 一种从废旧锂离子电池电极材料浸出液中回收有价金属的方法
CN112158894A (zh) * 2020-09-24 2021-01-01 广东邦普循环科技有限公司 一种废旧锂电池正极材料的回收方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3431619B1 (en) * 2016-03-16 2021-01-20 JX Nippon Mining & Metals Corporation Processing method for lithium ion battery scrap
CN107591584B (zh) * 2017-09-21 2020-03-20 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种废旧锂离子电池正极粉料的回收利用方法
CN108069447B (zh) * 2017-12-13 2019-11-29 长沙矿冶研究院有限责任公司 利用锂离子电池正极活性废料制备电池级氢氧化锂的方法
CN109852807A (zh) * 2019-03-18 2019-06-07 中国科学院过程工程研究所 一种废旧锂离子电池的氧化处理方法
CN110512080A (zh) * 2019-09-12 2019-11-29 金川集团股份有限公司 一种废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属分离回收方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040028585A1 (en) * 2000-09-13 2004-02-12 Francois Cardarelli Method for recycling spent lithium metal polymer rechargeable batteries and related materials
CN110983045A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 湖南邦普循环科技有限公司 一种镍钴锰溶液除铁铝的方法
CN111082043A (zh) * 2019-11-26 2020-04-28 宁夏百川新材料有限公司 一种废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料的回收利用方法
CN111270073A (zh) * 2020-02-03 2020-06-12 广东省稀有金属研究所 一种从废旧锂离子电池电极材料浸出液中回收有价金属的方法
CN111206153A (zh) * 2020-02-20 2020-05-29 贵州红星电子材料有限公司 一种镍钴锰酸锂电池正极材料的回收方法
CN112158894A (zh) * 2020-09-24 2021-01-01 广东邦普循环科技有限公司 一种废旧锂电池正极材料的回收方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11876196B2 (en) 2020-08-24 2024-01-16 Green Li-Ion Pte. Ltd. Process for removing impurities in the recycling of lithium-ion batteries
CN114890441A (zh) * 2022-05-16 2022-08-12 昆明理工大学 从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法
CN114890441B (zh) * 2022-05-16 2023-05-23 昆明理工大学 从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法
CN114959272A (zh) * 2022-05-19 2022-08-30 江苏大学 从废旧锂离子电池中选择性回收锂的方法
CN114899522A (zh) * 2022-07-11 2022-08-12 河北顺境环保科技有限公司 一种废旧三元软包锂电池的处理方法
CN114899522B (zh) * 2022-07-11 2022-09-30 河北顺境环保科技有限公司 一种废旧三元软包锂电池的处理方法
CN115180661B (zh) * 2022-07-22 2024-02-13 余姚市鑫和电池材料有限公司 一种从铁铝废渣中回收镍钴铜混合硫酸盐的方法
CN115180661A (zh) * 2022-07-22 2022-10-14 余姚市鑫和电池材料有限公司 一种从铁铝废渣中回收镍钴铜混合硫酸盐的方法
CN115433825A (zh) * 2022-08-16 2022-12-06 湖南中邦再生资源科技有限公司 一种废旧锂电池中铁和硫的综合回收方法
CN115433825B (zh) * 2022-08-16 2023-11-07 湖南中邦再生资源科技有限公司 一种废旧锂电池中铁和硫的综合回收方法
CN115072688A (zh) * 2022-08-18 2022-09-20 矿冶科技集团有限公司 一种废旧磷酸铁锂电池全组分回收方法
WO2024055071A1 (en) * 2022-09-14 2024-03-21 Gelion Technologies Pty Ltd A recycling method for recovery of valuable metal elements from waste battery materials
CN115627356A (zh) * 2022-09-27 2023-01-20 暨南大学 一种废旧三元锂电池金属回收方法
CN115959829A (zh) * 2022-12-27 2023-04-14 重庆科技学院 退役锂电池回收过程中产生铁铝渣和废炭渣的回收方法
CN116706050B (zh) * 2023-08-07 2023-11-28 江门市科恒实业股份有限公司 中低镍单晶三元正极材料及其制备方法和电池
CN116706050A (zh) * 2023-08-07 2023-09-05 江门市科恒实业股份有限公司 中低镍单晶三元正极材料及其制备方法和电池

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