[发明专利]一种从废旧锂离子电池正极材料中选择性分离锂的方法

权利要求书

1.一种从废旧锂离子电池正极片中选择性分离锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将废旧锂离子电池正极片与分离液进行反应，且反应体系中加入氧化性添加剂和/或通入氧化性气体，使废旧锂离子电池正极材料中的Li-O键破坏，其它剩余金属元素的晶体结构稳定，锂选择性地进入溶液，而除锂之外的其他金属废渣和铝箔留于固体渣；

(2)固液分离，得到富锂溶液和固体渣；

其中，分离液为pH在3以上的酸性溶液，或者pH在10以下的碱性溶液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化性添加剂为过氧化钠、次氯酸钠、次氯酸、过硫酸钠或过氧化氢中任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述氧化性气体包括氟气、氯气、臭氧、氧气或空气中的任意1种或至少2种的混合气体；

优选地，所述分离液为pH在3～6的酸性溶液；

优选地，所述分离液为pH在7～9的碱性溶液。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述pH在3以上的酸性溶液中的酸为无机酸或有机酸中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述无机酸为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述有机酸包括含有或不含有取代基的碳原子数为1-8的有机酸；

优选地，所述取代基为氟、氯、溴或碘中的任意1种或至少2种的组合，优选氟和/或氯；

优选地，所述取代基的个数为1个～9个，优选3个～6个；

优选地，所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸，庚酸或辛酸中的任意1种或至少2种的组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述pH在10以下的碱性溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化铯、氨水或碳酸钠的任意1种或至少2种的组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，以所述分离液和氧化性添加剂的总质量为100％计，氧化性添加剂的质量百分含量为0.01％～20％，优选0.02％～18％；

优选地，所述反应体系中通入氧化性气体的流量为0.01～20L/min，优选0.02～18L/min。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述废旧锂离子电池正极片是正极片生产报废料或人工拆解废旧锂离子电池得到的正极片中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述废旧锂离子电池正极片的活性物质为钴基正极材料、锰基正极材料、镍基正极材料或磷酸铁锂中的任意1种或至少2种的组合，优选为钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锂中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述废旧锂离子电池正极片的活性物质为锰基正极材料或磷酸铁锂中的任意一种或两种的组合。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述废旧锂离子电池正极片与分离液的液固比为0.1mL/g～200mL/g，优选0.5mL/g～150mL/g；

优选地，所述反应的温度为10℃～180℃，优选为25℃～150℃；

优选地，所述反应的时间为10min～300min，优选为30min～250min；

优选地，所述反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度优选为100rpm～2500rpm，进一步优选为200rpm～2000rpm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述固液分离的方式包括沉降分离、过滤分离或离心中的任意1种或至少2种的组合；

优选地，所述方法还包括对固液分离得到的固体渣进行干燥和筛分的步骤。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将分离液与废旧锂离子电池正极片按0.5mL/g～150mL/g的液固比混合，且反应体系中加入氧化性添加剂和/或通入氧化性气体，于25℃～150℃在搅拌条件下反应30min～250min，选择性地使锂进入溶液，而除锂之外的其他金属废渣和铝箔留于固体渣；

(2)固液分离，得到富锂溶液和固体渣；

其中，分离液为pH在3以上的酸性溶液，或者pH在10以下的碱性溶液。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，锂的分离效率在93％以上，优选98％以上。