[发明专利]一种选择性回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法

说明书

本发明提供了一种选择性回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法，所述方法包括如下步骤：(1)向废旧锂离子电池正极材料中加入氧化剂进行氧化反应，通过助剂将锂转化为水溶性锂盐；(2)将步骤(1)得到的所述水溶性锂盐在水或酸性溶液中浸出，过滤后得到富锂溶液及浸出残渣。本发明提供的方法流程简单，过程清洁，锂的回收率可达95％以上。

技术领域

本发明属于资源回收技术领域，涉及一种回收正极材料中锂的方法，尤其涉及一种选择性回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法。

背景技术

锂离子电池由于具有电压高、比能量大、质量轻、循环寿命长和安全性能好的显著优势，已成为动力电池的主要类型。随着新能源汽车产业的发展，与之相关的新能源车用动力电池产业也将迅速增长。与此同时，每年约有占总量15％的动力电池报废，预计不久将迎来锂离子电池报废的高潮。废旧锂离子电池若得不到安全处理，将对环境和公共安全产生巨大的危害。目前常规做法主要为动力电池经放电、拆解后回收外皮及正负极集流体中的金属单质，对于环境威胁严重且回收价值最大的的正极材料无有效的回收方法。废旧锂离子电池正极材料中含有的锂资源为国家战略金属，同时也是我国的紧缺资源，实现正极材料中锂的清洁回收具有重要意义。

目前，废旧锂离子电池正极材料中锂的回收方法主要为硫酸浸出工艺。其基本过程为废旧锂离子正极材料在硫酸中溶解，而后用碳酸钠调节浸出液pH值至碱性，使浸出液中的锂离子形成碳酸锂沉淀。由于硫酸浸出法选择性弱，正极材料中与锂共存的铝、铜、铁、镍、钴、锰等金属将被同步浸出，在中和时无法深度除去，为得到合格的碳酸锂产品，需实现上述几种金属的同步脱除，难度极大。

CN 103449481 A公开了一种制备碳酸锂的方法，所述方法包括：将氨和二氧化碳气体(碳酸气)与含氯化锂的水溶液混合以进行碳酸化反应；然后通过固液分离来回收所产生的固体。并且公开了含氯化锂的水溶液作为制备碳酸锂的原材料，并且其锂浓度优选为2.0重量％至饱和浓度，更优选为4.5重量％至饱和浓度，并且还更优选为5.5重量％至饱和浓度。通过控制工艺条件可制备纯度等于或大于99重量％的高纯度碳酸锂。但是，所述方法不适于回收正极材料中的锂，原因为：在此条件下，正极材料中的锂转化为碳酸锂，而不会浸出至溶液中，且正极材料中的杂质铝、铁、钙、镁等会一同浸出至液相，即使有少量锂浸出也无法得到合格的碳酸锂产品。

因此，开发一种更好的回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法对于本领域有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种选择性回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法，所述方法采用选择性氧化伴生元素的方法，实现废旧正极材料结构的解离，使锂元素脱离出来，进而与助剂结合为水溶性锂盐，经浸出后可得到富锂溶液，溶液中杂质含量极低，可直接制备电池级碳酸锂。以此方法制备的碳酸锂产品纯度大于99.5wt％，满足电池级碳酸锂的要求。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种回收废旧锂离子电池正极材料中锂的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)向废旧锂离子电池正极材料中加入氧化剂进行氧化反应，通过助剂将锂转化为水溶性锂盐；

(2)将步骤(1)得到的所述水溶性锂盐在水或酸性溶液中浸出，过滤后得到富锂溶液及浸出残渣。