[发明专利]废锂离子电池的处理系统以及处理方法

说明书

本发明提供一种能够提高锂的回收率的废锂离子电池的处理系统以及处理方法。本发明的废锂离子电池的处理系统的一例具备：第一水溶液生成装置(1)，其通过将从废锂离子电池中取出的活性物质浸渍于装有水的第一溶出槽(1a)中并用二氧化碳鼓泡，从而生成溶有活性物质所含的锂的pH5.5～8.5的水溶液；第一固液分离机(2)，其从在第一水溶液生成装置(1)中生成的水溶液中除去固体成分；第一析晶装置(3)，其从在第一固液分离机(2)中除去了固体成分的水溶液中析出碳酸锂；与第二固液分离机(4)，其对含有在第一析晶装置(3)中析出的碳酸锂的浆料进行固液分离，进而取出碳酸锂。

技术领域

本发明涉及一种废锂离子电池的处理系统以及处理方法。

背景技术

锂离子电池(LIB)多用于电动汽车、移动电话、笔记本电脑等。锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液、隔膜等构成。正极材料由钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等正极活性物质通过氟类粘接剂固接于铝箔上而形成。负极材料由石墨等负极活性物质通过氟类粘接剂固接于铜箔上而形成。

为了从使用过的锂离子电池等废弃锂离子电池(废锂离子电池)中回收钴、镍、锰、锂等有用金属，以电解液的无害化(分解除去)以及隔膜、粘接剂等可燃物的减容化为目的进行加热处理(焙烧处理)。

专利文献1记载了：使焙烧处理后的废锂离子电池(锂离子电池废料)与水接触而得到锂溶解液，对该锂溶解液通过进行溶剂提取和反提取而得到锂浓缩液，从该锂浓缩液中得到碳酸锂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-172732号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，除了易溶性的氧化锂之外，焙烧处理后的废锂离子电池中还包含难溶性的碳酸锂、磷酸锂以及氟化锂。上述专利文献1公开的技术无法从难溶性的锂化合物回收锂。

本发明是为了解决上述技术问题而进行的，其目的在于，提供一种能够提高锂的回收率的废锂离子电池的处理系统以及处理方法。

解决技术问题的手段

为了实现上述目的，本发明的一方式的废锂离子电池处理系统具备：第一水溶液生成装置，其通过将从废锂离子电池中取出的活性物质浸渍于装有水的第一溶出槽中并用二氧化碳鼓泡，从而生成溶有活性物质所含的锂的pH5.5～8.5的水溶液；第一固液分离机，其从在上述第一水溶液生成装置中生成的水溶液中除去固体成分；第一析晶装置，其从在上述第一固液分离机中除去了固体成分的水溶液中析出碳酸锂；以及第二固液分离机，其对含有在上述第一析晶装置中析出的碳酸锂的浆料进行固液分离，进而取出碳酸锂。

根据该结构，在第一水溶液生成装置中，将从废锂离子电池中取出的活性物质浸渍于装有水的第一溶出槽中并用二氧化碳鼓泡，生成溶有锂的水溶液，从而难溶性的碳酸锂变为易溶性的碳酸氢锂而溶解于水溶液中。另外，易溶性的氧化锂也与二氧化碳反应，经由碳酸锂变为碳酸氢锂而溶解。由此，水溶液中的锂浓度提高，在第一析晶装置中析出的碳酸锂的量增加，能够提高作为碳酸锂而回收的锂的回收率。另外，通过用二氧化碳鼓泡，能够将水溶液的pH维持在中性或者与之接近的值(5.5～8.5)，由此能够抑制铝的溶出，从而在第一固液分离机中除去包含铝的固体成分。由此，能够实现从第二固液分离机中取出的碳酸锂的纯度的提高。

另外，也可以进一步具备：第二水溶液生成装置，其将从上述第二固液分离机中取出的碳酸锂导入第二溶出槽而生成碳酸锂的水溶液；第三固液分离机，其从在上述第二水溶液生成装置中生成的水溶液中除去固体成分；第二析晶装置，其从在上述第三固液分离机中除去了固体成分的水溶液中析出碳酸锂；以及第四固液分离机，其对含有在第二析晶装置中析出的碳酸锂的浆料进行固液分离，进而取出碳酸锂。

根据该结构，能够实现从第四固液分离机中取出比从第二固液分离机中取出的碳酸锂更高纯度的碳酸锂。