[发明专利]一种锂电池正极材料回收再利用的方法

说明书

本发明提供一种锂电池正极材料回收再利用的方法。所述方法包括如下工序：将回收的正极片通过有机溶剂或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液溶解分离得到镍钴锰酸锂粉末和铝源，再对镍钴锰酸锂进行洗涤、酸浸出、沉淀镍钴锰氢氧化物、再洗涤、分离得到碳酸锂。本发明提供的方法工序简单、操作方便，实现了对正极材料及正极集流体的完全回收利用，而且回收率高。

技术领域

本发明属于废旧锂动力电池回收领域，具体涉及废旧锂动力电池正极材料的回收方法。

背景技术

从目前市场中所使用的锂电池种类来看，以正极材料为钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂的锂电池为主。随着新能源汽车产业的飞速发展，产生的三元镍钴锰氢氧化物电池数量不断激增，电池材料的回收利用迫在眉睫。

2018年我国新能源汽车数量已达100万辆，对应可从动力锂电池中回收的金属约有6.4万吨。如果处置不当，一方面可能造成严重的环境污染；另一方面还可能造成废电池中可二次利用的镍、钴、锰、锂等有价金属资源浪费。

因此，在大力发展新能源动力锂电池的同时，对废旧动力锂电池资源化回收利用的技术研究更加不容忽视。对锂电池的回收利用不仅能“变废为宝”，实现资源、环境的可持续发展，还可以促进新能源产业链的创新发展。

但现有技术中对锂电池正极材料回收利用的方法只能实现对其中某种或某几种金属的回收，不能将锂电池正极材料中的有价金属全部回收利用，而且回收效率低，回收成本高。

发明内容

本发明提供一种锂电池正极材料回收再利用的方法，以解决上述的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种锂电池正极材料回收再利用的方法，所述方法包括如下工序：

工序S1：将回收的正极片加入到有机溶剂中，溶解正极片中的粘结剂，分离得到镍钴锰酸锂粉末和铝箔；或将回收后经过破碎处理的正极片加入到氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中，加热条件下进行反应，分离得到镍钴锰酸锂粉末和铝酸钠溶液或铝酸钾溶液，将硫酸加入到所述的铝酸钠溶液或铝酸钾溶液中，调节pH值，加热条件下进行反应，结晶得到氢氧化铝。

工序S2：对工序S1中所述的镍钴锰酸锂粉末进行洗涤、过滤，得到镍钴锰酸锂固体。

工序S3：将工序S2中所述的镍钴锰酸锂固体以及还原剂加入到硫酸溶液中，调节pH值，加热条件下进行反应，经过酸浸工艺处理，分离得到含镍钴锰锂硫酸盐的浸出液和浸出渣。

工序S4：将工序S3中所述的含镍钴锰锂硫酸盐的浸出液与氢氧化钠溶液混合，调节pH值，加热条件下进行反应，得到镍钴锰氢氧化物固体和含锂母液。

工序S5：对工序S4中所述的镍钴锰氢氧化物固体进行洗涤，得到镍钴锰三元前驱体产品。

工序S6：将无水碳酸钠加入到工序S5中所述的含锂母液中进行合成反应，结晶得到碳酸锂产品。

如以上所述的方法，在工序S1中，所述回收的正极片与所述有机溶剂的质量比为1：3，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮，在90℃下进行溶解；

所述回收后经过破碎处理的正极片的质量和所述氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的体积比例为1g：5mL，所述氢氧化钠或氢氧化钾溶液浓度为185g/L，反应温度为60-90℃。

如以上所述的方法，在工序S1中，将所述铝酸钠或铝酸钾溶液加热至50℃，加入硫酸调节pH＝9。

如以上所述的方法，在工序S2中，所述洗涤步骤是80℃条件下水洗，在工序S5中，所述洗涤步骤是60℃条件下水洗。