[发明专利]一种废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生的方法

权利要求书

1.一种废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生的方法，其特征在于：包括回收和再生锂离子电池阴极废料、阴极废片及废旧锂离子电池中的阴极材料。

2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生方法，其特征在于：所述锂离子电池废料、阴极废片及废旧锂离子电池中的阴极材料可以是钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴酸锂、磷酸铁锂中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生方法，其特征在于：锂离子电池阴极废料通过干燥、破碎、热处理、筛分等步骤后，实现直接回收和再生使用。锂离子电池阴极废料的干燥温度为80℃～150℃；破碎后的粒度小于100μm；热处理温度为150℃～500℃，其中含磷酸铁锂的阴极废料使用惰性或还原性气氛，其它阴极废料使用空气或氧化性气氛；筛分后的再生回收料的粒度控制在D90≤35μm范围内。

4.根据权利要求1和权利要求2所述的废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生方法，其特征在于：锂离子电池阴极废片按照材料进行分类，分为纯钴酸锂阴极废片、含镍、钴和锰三者中两者以上的多元阴极废片、纯锰酸锂阴极废片及纯磷酸铁锂废片。

5.根据权利要求1和权利要求2所述的废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生方法，其特征在于：对回收的废旧锂离子电池按材料进行分选，分为纯钴酸锂阴极废旧电池、含镍、钴、锰三者中两者以上的多元阴极废旧电池、纯锰酸锂阴极废旧电池、纯磷酸铁锂阴极废旧电池，然后经过切割、剥离回收铝质和铁质壳体，卷芯经在300～600℃的空气气氛炉中燃烧，得到废干电芯。

6.根据权利要求4和权利要求5所述的废旧锂离子电池阴极材料的回收与再生方法，其特征在于：纯钴酸锂废阴极片和废干电芯经如下步骤处理后实现回收钴、锂、铜、铝等元素和再生钴酸锂阴极材料。

1)破碎：使用破碎机将纯钴酸锂阴极废片和废旧电池破碎、研磨，进入下一步

2)除铝：使用氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或两种以上混合物的水溶液，在40～90℃温度下对废旧粉料进行碱浸溶铝，滤渣进入下一步，滤液生产氢氧化铝副产品；

3)浸出：使用硫酸、盐酸中的一种或两种混合溶液，在40～90℃温度下对滤渣进行溶解浸出，同时使用双氧水、水合肼中的一种作为辅助剂，反应后滤液进入下一步，废渣用于回收炭黑副产品；

4)除铁：使用黄钠铁矾法除铁，pH为1～3，除去滤液中的铁杂质，滤液进入下一步；

5)萃取：使用含902、M5640及Lix系列铜萃取剂中的一种或两种以上的混合物，萃取除铜，萃余液用P204萃杂进一步提纯得到高纯金属液，萃取液经反萃后生产硫酸铜副产品；

6)沉淀：调整金属液浓度至沉淀要求浓度，使用一定浓度的碳酸氨、碳酸氢铵、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或两种以上的混合物溶液，或者，一定浓度的氢氧化钠、氨水中的一种或两种混合溶液，又或者，一定浓度的草酸钠、草酸、草酸氨、草酸氢氨中的一种或两种以上的混合物溶液作为沉淀剂，反应完毕后，沉淀经干燥后进入下一步，滤液用于浓缩制备锂盐副产品；

7)合成：将干燥沉淀物直接与适量的碳酸锂或氢氧化锂混合后，置于空气或氧化气氛炉中，先在300～600℃恒温3～8h，再升温至700～1000℃，恒温5～20h，可再生钴酸锂阴极材料；或先在300～600℃的空气气氛中，恒温1～8h，再与适量的碳酸锂或氢氧化锂混合后，在700～1000℃温度的空气或氧化气氛中恒温5～20h，亦可成功再生钴酸锂阴极材料。