[发明专利]一种从废旧三元锂离子电池电极粉料中制取碳酸锂的方法

说明书

本发明涉及废旧三元锂离子电池的回收工艺，尤其涉及一种从废旧三元锂离子电池电极粉料中制取碳酸锂的方法，该方法通过对废旧三元锂离子电池的电极粉料混料、煅烧、生成碳酸氢锂和喷雾干燥步骤，制得的碳酸锂含量较高，纯度较高，回收率高，且该工艺路线为绿色环保工艺，与环境相容性较好。

技术领域

本发明涉及废旧三元锂离子电池的回收工艺，尤其涉及一种从废旧三元锂离子电池电极粉料中制取碳酸锂的方法。

背景技术

废旧锂离子电池的回收技术主要是液相法和固相法。液相法需要使用大量的酸和碱，不仅成本较高，而且会对环境造成污染，如公开号为CN 101871048A的中国专利文献公开了一种从废旧锂离子电池中回收钴、镍和锰的方法：将废旧锂离子电池正极材料浸入低浓度碱液中，回收不反应的正极黑色粉末，对回收的黑色粉末先进行低浓度酸溶解，再采用Na2SO5、Na2SO3或Fe粉加浓硫酸进行还原溶解，最后在高浓度酸中溶解。得到的物质进行固液分离后，采用P2O4和P5O7萃取剂对相应金属进行萃取，提高了回收金属的纯度，然而在整个流程中，萃取剂的使用会产生大量有机废液，对环境造成较大的危害。再如公开号为CN105633500A的中国专利文献公开了一种利用回收锂离子电池材料制备三元正极材料前驱体的方法：用硫酸和双氧水溶解回收锂离子电池正极材料，得到浸出液，加入助滤剂过滤去除杂质，而后加入镍硫酸盐、钴硫酸盐和/或锰硫酸盐，并调整镍、钴、锰的摩尔比为(0.4~0.6) : (0.1~0.3) : (0.2~0.4)，得到相应溶液，向该溶液中加入络合沉淀剂并调节溶液的pH得到镍钴锰三元材料前驱体沉淀，将其洗涤并干燥得到三元正极材料前驱体；该专利利用了沉淀法制备了相应的三元正极材料前驱体，但是对于剩余含锂液并未提出有效的解决措施，在后续的正极材料制备过程中仍需要锂盐的加入，同时该方法采用沉淀过滤法除杂，并未有效利用其中的金属元素。固相法在回收过程中不仅会排放大量的粉尘，而且回收的产物纯度较低，不适合高品质回收且利润较小。

目前比较成熟的固相法为：将废旧锂离子电池焚烧去除有机物，粉碎筛选出大部分铁和少部分铜，用碱液除铝，再加入酸和双氧水或亚硫酸钠做还原剂浸出有价金属，然后采取化学法初步除杂，萃取除杂分离镍钴，结晶得镍产品、钴产品。该方法主要有以下缺点：

（1）筛选的大部分铁和少部分铜中含2%以上的镍、钴和锰，导致镍钴锰的回收率低；

（2）电池中的铝和未选出的大部分铜会耗用大量的辅料，导致成本高；

（3）浸出过程中加双氧水或亚硫酸钠做还原剂，既增加了成本，又造成了污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有回收废旧锂离子电池过程中产生污染以及回收率较低等问题，而提供了一种从废旧三元锂离子电池电极混合粉料中提取碳酸锂的方法，该方法工艺简单，回收效率高，且与环境相容性较好，从而达到绿色高效的回收目标。

本发明采用的技术方案如下：一种从废旧三元锂离子电池电极混合粉料中提取碳酸锂的方法，包括以下步骤：

（1）混料

对废旧三元锂离子电池进行拆卸，将拆卸后电池正极粉体材料与负极粉体材料进行混合，对混合后的粉料进行球磨，球料比为（5~20）: 1，球磨转速在100 r/min以上，球磨时间在0.1 h以上，使细化后的粉料混合均匀；

（2）煅烧