[发明专利]一种从废旧三元锂离子电池中回收锂的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧三元锂离子电池中回收锂的方法，该方法是将废旧三元锂离子电池拆卸，分离出电极活性物质；所述电极活性物质与氢氧化钠和/或氢氧化钾混合均匀后，低温焙烧；焙烧物料与水搅拌混合，液固分离，在所得液相中加入碳酸盐沉淀剂，生成碳酸锂沉淀，该方法可以快速高效地从废旧三元锂离子电池中回收锂，成本低廉，适合工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种废旧锂离子电池的处理方法，特别涉及从废旧三元锂离子电池中回收锂的方法，属于废旧锂离子电池回收领域。

背景技术

根据工信部公布的数据显示，2014年仅仅上半年，我国的锂离子电池产业的总产值已达到了400亿元人民币，电池的销售收入也达到了277亿元人民币。在整个销售的市场份额中，消耗型的锂离子电池占到了87％，动力型电池占10％，而储能电池只占到了3％。虽然目前的电池产量已经很大，但是过去的三年中，插电式动力汽车和混合式动力汽车的电池市场还在快速增长，三年内增长了三倍，2014年每个季度的需求量达到了1.4GWh并且预计国内下半年的电池行业总产值会超过1000亿元人民币。这些进入市场的动力电池，一般在3～5年左右即将达到设计的寿命终止条件(容量衰减到初始容量的80％)，部分一致性不好或使用工况较恶劣的，甚至达不到3年的使用寿命。以此推算，我国将在2017年左右，迎来动力电池退役的GWh时代，此后逐年快速递增，预计到2019年，最晚不会超过2020年，会有超过10GWh的退役动力电池规模。

镍钴锰酸锂三元及多元正极材料作为一种新型电池正极材料，以其特有的低成本、高性能、轻污染等优点已逐步取代钴酸锂正极材料，被认为是锂离子电池正极材料重点发展的产品之一。目前，国内外企业越来越重视对三元正极材料的研究开发，且其生产与应用已达到了一定规模。

废旧三元电池中通常含钴5％～20％、镍5％～10％、锂5％～7％、有机溶剂15％、塑料7％，具有较高的回收再利用价值。随着三元动力电池的大规模应用，废旧电池中的锂含量相当可观，除此之外Li₂CO₃的价格长期居高不下，因此对废旧三元电池中所含锂进行回收利用具有极大的经济社会意义，目前对于废旧三元电池中的锂的回收主要采用的是溶剂萃取法，中国专利CN102002595B以含锂萃余液为原料，以酮类化合物、磷酸三丁酯与磺化煤油溶液为萃取有机相，经多级逆流萃取后萃余液中的锂进入有机相，负载锂的有机相经多级逆流反萃，得到的高锂浓度的反萃液用于制备多种高纯锂盐。但是该方法的萃取体系和工艺流程均较为复杂。操作过程复杂，成本高昂。

发明内容

针对现有废旧三元锂离子电池中锂回收存在的问题，本发明提供了一种简单高效，低成本从废旧三元锂离子电池活性物质中高效回收锂的方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种从废旧三元锂离子电池中回收锂的方法，该方法是将废旧三元锂离子电池拆卸，分离出电极活性物质；所述电极活性物质与氢氧化钠和/或氢氧化钾混合均匀后，置于400～600℃温度下焙烧；焙烧物料与水搅拌混合，液固分离，在所得液相中加入碳酸盐沉淀剂，生成碳酸锂沉淀。

优选的方案，采用氢氧化钠作为焙烧添加剂时，所述电极活性物质与氢氧化钠质量比为1:0.5～0.7。

优选的方案，采用氢氧化钾作为焙烧添加剂时，所述电极活性物质与氢氧化钾的质量比为1:0.7～0.98；

优选的方案，采用氢氧化钾和氢氧化钠作为焙烧助剂时，所述电极活性物质与氢氧化钾和氢氧化钾总质量之比为1:0.5～0.98。

优选的方案，所述焙烧的时间为2～4h。

优选的方案，焙烧温度为500～600℃。

优选的方案，所述碳酸盐沉淀剂为碳酸钾溶液和/或碳酸盐溶液。

较优选的方案，所述碳酸钾溶液或碳酸盐溶液的浓度为0.5～1mol/L。