[发明专利]从废旧锂离子电池中提取锂的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种从废旧锂离子电池中提取锂的方法。所述方法包括以下步骤：向电池黑粉中加入钠盐溶液，加压过滤，得到母液和滤渣I；将滤渣I进行热脱附，水浸、过滤得到滤渣II和滤液；调节滤液pH值、浓缩、过滤得到碳酸锂产物。本发明从锂离子电池中提取锂的方法，流程短、操作简单，设备投资小，将锂电池中水溶性锂和嵌入式锂全部回收，锂的回收率高，可得到工业级纯度的锂盐产品，本发明方法不产生任何其它新的污染，真正实现零排放。

技术领域

本发明涉及废旧电池回收技术领域，尤其涉及从废旧锂离子电池中提取锂的方法及其应用。

背景技术

按照中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，到2030年，新能源汽车销量占汽车总销量的比例将上升至40％左右。于2035年，新能源汽车将占汽车总销量的50％以上。与之伴随的是，大量废旧锂离子电池的产生，将对我国乃至全世界的电子废弃物处理和环境保护提出了严峻的挑战。一方面，废旧锂离子电池中含有有毒易燃电解质、重金属等有害组分，若处理不当会引发严重的水体和土壤污染，甚至引发火灾、爆炸等安全事故；另一方面，废旧锂离子电池中含有大量的锂、钴、镍、锰、铜、铝等金属资源，如能实现电池元素的高效循环，可在很大程度上缓解我国在钴、锂等资源短缺的窘境。

虽然现有技术中存在一些锂离子电池的回收利用方法，但其一般均为酸或碱浸出工艺制备碳酸锂或氢氧化锂等产品，且现有锂离子溶解过程中酸溶会导致部分Co、Ni、Mn、Cu等杂质溶出；碱溶会导致Al离子溶解增多，造成富锂溶液中杂质偏高；例如：CN110498434A《一种锂离子电池正极活性材料的回收方法及其应用》此专利虽然用低酸溶液控制最终富锂溶液中杂质不高，但是从其工艺过程看相对复杂，控制点较多，实际应用时工作强度大。同时，现有的这些方法提取得到的产品附加值均较低。

因此，开发一种操作简单、流程短、污染少、回收率高的从废旧锂离子电池中提取锂的技术，对于锂电池回收行业及锂电池产业的循环发展，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出从废旧锂离子电池中提取锂的方法及其应用。本发明利用电池在湿法破碎后，向破碎分选料中加入钠盐溶液，钠盐溶液与破碎料中的水溶性锂反应生成碳酸锂，加压过滤后滤渣进行热脱附，通过控制热脱附的温度和时间来破坏电池黑粉中正极材料的晶格结构，从而把嵌入式锂元素有选择的置换出来。本发明流程短、操作简单，设备投资小。

在本发明中，术语“约”是指点值±5％的范围内。

具体的，本发明通过下述方法实现：

一方面，本发明提供一种从废旧锂离子电池中提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：

向电池黑粉中加入钠盐溶液，加压过滤，得到母液和滤渣I；

将滤渣I进行热脱附，水浸、过滤得到滤渣II和滤液；

调节滤液pH值、浓缩、过滤得到碳酸锂产物。

具体的，所述方法包括以下步骤：

将含锂离子电池放电后，在水喷淋的破碎系统中破碎，利用水力分离出隔膜塑料，利用磁力分离出磁性金属，利用筛分设备得到电池黑粉；

向电池黑粉中加入碳酸钠或碳酸氢钠溶液(黑粉的质量与溶液的体积比为1kg：4-6L，钠盐溶液浓度为300g/L)，调浆，将浆料加压过滤，得到母液和滤渣I，母液回流用于继续调浆；废旧锂离子电池在经湿法破碎时，会有含锂的电解液，这部分锂是水溶性的，利用钠盐溶液而非固体钠盐可以实现电解液中的锂以碳酸锂的形式沉淀，从而实现水溶性锂的回收；而在热脱附过程中，电池黑粉中含有的钠盐溶液则可以破坏正极材料的晶格结构，从而实现对嵌入式锂的回收。