[发明专利]一种使用氟化沸石回收锂电池正极材料的方法

说明书

本发明提出一种用于锂电池正极材料的回收再利用方法，经过氨水强化浸出后，过滤碱液中铜、铝等集流体沉淀，在水浴环境下加入氟化沸石粉末搅拌后沉降过滤，通过沸石作为锂离子吸附体，将得到的吸附锂离子的沸石滤渣通过酸洗获得含锂溶液，进一步进行处理获得高纯碳酸锂/氢氧化锂，同时氟化沸石粉末通过稀酸洗，酸洗溶损率＜3%，可以再生可以循环利用。本发明提供上述方法，能够克服现有回收工艺中能耗高，利用强酸碱萃取无法循环利用，回收工艺不连续导致回收成本高昂的缺陷，本发明回收正极材料的锂效率较高，沸石作为吸附剂可以循环利用，降低成本，且易实现连续化生产。

技术领域

本发明涉及锂离子电池回收技术领域，具体涉及一种使用氟化沸石回收锂电池正极材料的方法。

背景技术

伴随着经济全球化的进程和能源需求的不断高涨，寻找新的储能装置已经成为新能源相关领域的关注热点。锂离子电池（Li-ion，Lithium Ion Battery）：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。与镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、工作温度范围宽等诸多优点，被广泛用于电动汽车、电动自行车、电动摩托车、太阳能光伏及风力发电储能系统、智能电网储能系统、移动通讯基站、电力、化工、医院备用UPS 、EPS 电源、安防照明、便携移动电源、矿山安全设备等多种领域。

在电池产量日益增加、产品大量投放市场的同时，一个不容忽视的问题已经迫切摆在我们面前，那就是关于废旧锂电池的回收。构成锂电池的成分和结构较为复杂，包括钢/铝壳、铝集流体正极负载钴酸锂/磷酸铁锂/镍钴锰酸锂等、铜/镍/钢集流体负载碳、聚烯烃多孔隔膜、六氟磷酸锂/高氯酸锂的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等，如不加以回收，将会对环境产生很大影响。而回收后，通过技术提取，很多材料还可以被再次利用。出于环保和资源再利用方面的考虑，动力锂电池的回收是十分必要的。

高温冶金法是动力锂电池的回收主要处理方式之一，中国专利申请号201611186511.2公开了一种废旧锂电池正极材料中锂的回收方法，通过将废旧锂电池正极材料进行煅烧，球磨水浸分离回收镍钴锰酸锂中的锂，用高温焙烧经简单机械破碎的锂离子电池，筛分得到含有金属和金属氧化物的细粉体。类似的高温煅烧工艺相对简单，适合大规模处理，但是，由于煅烧过程能耗高，高温煅烧处理电池中的活性物质锂元素回收不充分。

湿法工艺能够对动力锂电池有效物质进行回收，中国专利申请号201710388189.X公开了一种锂电池回收再利用方法，将锂电池机械粉碎、有机溶剂洗涤、气流磨碎分离、硫酸和过氧化氢溶液浸泡、之后利用碱溶液沉淀分批回收不同的离子，增加了每种元素的收率，也提高了回收Co的纯度；将废弃电池破碎后，用合适的化学试剂选择性溶解，分离浸出液中的金属元素。湿法冶金法的工艺稳定性好，适合中小规模废旧锂电池的回收，但是工艺方法需要加昂贵酸碱助剂，强酸碱处理对人身和环境带来损害，无法循环利用。

电化学法也用于回收锂电池正极材料中的锂元素，中国发明专利申请号201610439079.7报道了一种电化学法回收锂电池正极材料中的锂的方法，将锂电池正极材料作为正极，金属或碳类电极作为负极，水性溶液电解质，施加电势，使锂电池正极材料中的锂离子迁入电解质水溶液中形成含锂溶液。但是，电化学法回收时间较长，工艺不连续，影响回收成本。

综上所述，目前制约锂电池回收产业的主要因素之一是成本高昂，原因主要在于煅烧工序能耗高，强酸碱处理对人身和环境带来损害，无法循环利用，工艺不连续，因此开发一种工序简单，成本低廉，易于连续化生产，对回收产业成本减少具有重要的现实意义。

发明内容