CN107275701A - 一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法 - Google Patents

一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，包括如下步骤：步骤一、对回收的废旧锂离子电池进行分档，分为档次(1)和档次(2)；步骤二、对档次(1)中的电池进行预充电；步骤三、对步骤二中预充电后的电池进行解体，并提取负极材料；步骤四、溶解步骤三中负极材料中的金属锂，并过滤去除沉淀物质；步骤五、沉积步骤四中的溶液最终得到精制碳酸锂。本发明中提高了回收效率高，且相比于现有的回收方法降低了成本。

Description

一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法
【技术领域】
本发明涉及锂离子电池碳酸锂回收领域，尤其涉及一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法。
【背景技术】
近年来，传统汽车引发的环境问题日益严峻，促使新能源汽车产量迅速增长，而新能源汽车的动力主要来自于锂离子电池组，因此废旧锂离子电池的回收处理成为锂电行业需要解决的首要问题。目前废旧锂离子电池的回收步骤是：①制备含锂氟渣；②将含锂氟渣与水制浆后，加入浸出剂，使含锂氟渣中的锂溶于水中，过滤，得到粗制锂溶液；③用碱试剂调节ph值去除粗制锂溶液中的杂质，得到精制锂溶液，④在精制锂溶液中加入碳酸盐进行沉淀，得到粗制碳酸锂。碳酸锂是合成磷酸铁锂的关键材料，而磷酸铁锂主要用于各种锂离子电池中，因此回收并合成碳酸锂对锂离子电池回收再利用的起到关键的作用。而目前回收方法有如下缺点：①电池解体过程安全性差；②解体电池制备锂氟渣过程容易引入金属杂质；③除杂工艺复杂；④回收成本高，回收效率低。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于，针对现有废旧锂离子电池的回收工艺安全性差、工艺复杂及回收效率低的问题提出一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，包括如下步骤：
步骤一、对回收的废旧锂离子电池进行分档，分为档次(1)和档次(2)；
步骤二、对档次(1)中的电池进行预充电；
步骤三、对步骤二中预充电后的电池进行解体，并提取负极材料；
步骤四、溶解步骤三中负极材料中的金属锂，并过滤去除沉淀物质；
步骤五、沉积步骤四中的溶液最终得到精制碳酸锂。
作为本发明所述的锂电池贴胶装置的一种改进，所述档次(1)是指可以正常充放电的废旧回收电池，档次(2)是指无法充放电的废旧回收电池。
作为本发明所述的锂电池贴胶装置的一种改进，所述步骤二具体包括对档次(1)的电池进行预充电，预充至报废电池的标准工作电压后截止。
作为本发明所述的锂电池贴胶装置的一种改进，所述步骤三具体包括通过液氩将操作环境温度调节至-30℃以下，预充电后电池在所述操作环境静置30min后进行解体，选取充电后的负极材料。
作为本发明所述的锂电池贴胶装置的一种改进，所述步骤四具体包括配制PH在7至8之间的氢氧化钠溶液，用所述PH在7至8之间的氢氧化钠溶液溶解所述负极材料中的金属锂，使锂离子以氢氧化锂形式存在于溶液中，过滤去除沉淀物质。
作为本发明所述的锂电池贴胶装置的一种改进，所述步骤五具体包括在步骤四中溶液中加入等摩尔量的碳酸溶液，生成碳酸锂沉淀，过滤提取残渣，残渣使用清水洗涤5min，并在100℃烤箱烘干，得到精制碳酸锂。
本发明产生的有益效果是：本发明利用了锂离子电池工作原理，对废旧回收电池进行预充电，使金属锂迁移至负极材料中，然后再对负极材料进行溶解、除沉淀、沉积，进而得到精制的碳酸锂，本发明中的从锂离子电池中回收碳酸锂的方法提高了回收效率，且相比于现有的回收方法降低了成本。
【附图说明】
图1是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
参考图1，本发明提供一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法包括如下步骤：
步骤1：对回收的废旧锂离子电池进行分档，分为档次(1)和档次(2)。
对回收的废旧锂离子电池进行分档，具体的，可以将回收的废旧锂离子电池分为两个两次，分别为档次(1)和档次(2)。档次(1)是指可以正常充放电的废旧回收电池，如低压、低容、循环差等电池；档次(2)是指无法充放电的废旧回收电池，如已经短路的电池等。
步骤2：对档次(1)中的电池进行预充电。
对档次(1)电池进行预充电，预充至相应报废电池的标准工作电压后截止。
步骤3：对步骤2中预充电后的电池进行解体，并提取负极材料。
通过液氩将操作环境温度调节至-30℃以下，此时电池电解液呈固态，且环境气氛保持为氩气，预充后电池在此环境静置30min后进行解体，选取充电后的负极材料。此操作环境可以保证拆解安全，且阻止负极锂金属氧化、吸潮等。
步骤4：溶解步骤3中负极材料中的金属锂，并过滤去除沉淀物质。
配制PH在7至8之间的氢氧化钠溶液溶解负极材料中的金属锂，使锂离子以氢氧化锂形式存在于溶液中，过滤去除沉淀物质。
氢氧化钠的浸泡可使负极材料中微量金属杂质(如：铁离子、铜离子等)沉淀析出，其中，氢氧化钠溶液的用量可根据电池容量的大小调整配比。
步骤5：沉积步骤4中的溶液最终得到精制碳酸锂。
在步骤4中含氢氧化锂、氢氧化钠溶液中加入等摩尔量的碳酸溶液，生成碳酸锂沉淀，过滤提取残渣，残渣使用清水洗涤5min，并在100℃烤箱烘干，得到最终产物精制碳酸锂。
本发明中从锂离子电池中回收碳酸锂的方法中利用了锂离子电池工作原理，对废旧回收电池进行预充电，使金属锂迁移至负极材料中，然后再对负极材料进行溶解、除沉淀、沉积，进而得到精制的碳酸锂，本发明中的从锂离子电池中回收碳酸锂的方法提高了回收效率高，且相比于现有的回收方法降低了成本。
本发明从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (6)

1.一种从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、对回收的废旧锂离子电池进行分档，分为档次(1)和档次(2)；
步骤二、对档次(1)中的电池进行预充电；
步骤三、对步骤二中预充电后的电池进行解体，并提取负极材料；
步骤四、溶解步骤三中负极材料中的金属锂，并过滤去除沉淀物质；
步骤五、沉积步骤四中的溶液最终得到精制碳酸锂。
2.根据权利要求1所述的从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述档次(1)是指可以正常充放电的废旧回收电池，档次(2)是指无法充放电的废旧回收电池。
3.根据权利要求2所述的从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤二具体包括对档次(1)的电池进行预充电，预充至报废电池的标准工作电压后截止。
4.根据权利要求3所述的从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤三具体包括通过液氩将操作环境温度调节至-30℃以下，预充电后电池在所述操作环境静置30min后进行解体，选取充电后的负极材料。
5.根据权利要求4所述的从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤四具体包括配制PH在7至8之间的氢氧化钠溶液，用所述PH在7至8之间的氢氧化钠溶液溶解所述负极材料中的金属锂，使锂离子以氢氧化锂形式存在于溶液中，过滤去除沉淀物质。
6.根据权利要求5所述的从锂离子电池中回收碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤五具体包括在步骤四中溶液中加入等摩尔量的碳酸溶液，生成碳酸锂沉淀，过滤提取残渣，残渣使用清水洗涤5min，并在100℃烤箱烘干，得到精制碳酸锂。
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