CN108879012A - 一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,具体步骤如下:步骤一,脱铝剂混合;步骤二,低温焙烧;步骤三,一次水浸;步骤四,还原碳混合;步骤五,高温蒸汽煅烧;步骤六,二次水浸;步骤七,固液分离洗涤。本发明的方法流程简洁、环境友好、能耗适中、有价元素综合回收率高、辅料简单、成本低,得到的产品品质好,适于产业化,具有极强的推广价值。

Description

一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法
技术领域
[0001]本发明涉及电池回收再利用领域,具体是一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方 法。
背景技术
[0002]电池是人们曰常生活和工作中常见的一种物品。电池(Battery)指盛有电解质溶 液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成 电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太 阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源,可 以得到具有稳定电压,稳定电流,长时间稳定供电,受外界影响很小的电流,并且电池结构 简单,携带方便,充放电操作简便易行,不受外界气候和温度的影响,性能稳定可靠,在现代 社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
[0003]锂电池就是常用的一种电池,随着国家新能源战略的快速推进,锂电池在电动汽 车及储能领域迅速占据市场主导地位,锂电池在电动汽车的应用年复合增长率在25 %左 右;在电动汽车领域,以镍钴铝酸锂为正极的动力电池,在特斯拉的应用成功,逐渐体现出 对于传统以钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及镍钴锰多元系为正极的动力电池的长续航性能优 势,镍钴铝三元动力电池迅速在高端市场得到大力推广应用;镍钴铝三元动力电池,在5年 左右使用周期结束后将进行报废梯次利用,如何有效有价值的回收利用镇钴招酸锂成为未 来的一个研宄热点。
[0004]在报废镍钴铝酸锂回收方法上,传统的湿法冶炼采用高酸浸出-萃取除杂分离方 法,其优点是适应性强、能耗低,但流程长、除杂分离错过滤困难、设备腐蚀严重、废水处理 量大、环保处理成本高、锂回收率不高、辅料用量大不经济,因此有待开发一种报废镍钴铝 酸锂回收方法法和工艺。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,以解决上述背 景技术中提出的问题。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0007] 一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,具体步骤如下:
[0008] 步骤一,脱铝剂混合:采用镍钴铝酸锂为正极的动力电池报废经过物理拆解后,得 到的镍钴铝酸锂正极片通过机械粉碎,分离掉基体中的铝,剩下的含镍钴铝酸锂的细粉A, 将细粉A按一定比例加入脱铝剂混合均匀,得混合料B;
[0009] 步骤二,低温焙烧:将混合料B采用管式炉在适宜温度下低温焙烧卜2小时,得焙烧 料C;
[0010]步骤三,一次水浸:将焙烧料C在常温下通入纯水浸出0 • 5—丨小时,然后固液分离, 细粉A中的铝以偏铝酸盐形式进入液相,通过加酸调pH值除杂过滤,作为镍钴铝三元前驱体 原料;龄焼枓C中的其他金属(含镍钴锂)进入固相,得到物料D;
[0011]步骤四,还原碳混合:将物料D加入一定量的还原碳粉,在100。(:与干燥混合机干燥 混合,得混合料E;
[0012]步骤五,高温蒸汽煅烧:将混合料E通入水蒸气,在高温下煅烧卜2小时,得到煅烧 料F;
[0013]步骤六,二次水浸:将煅烧料F在适当温度下用纯水浸出,得浸出混合液H;
[0014]步骤七,固液分离洗涤:将浸出混合液H离心分离,细粉A中的锂以氢氧化锂形式进 入液相,经闪蒸千燥得到单水氢氧化锂固体,这是用于合成镍钴铝酸锂三元正极材料的锂 原料;浸出混合液H离心分离后,细粉A中的镍钴以氧化物形式进入固相,直接加入硫酸溶解 转化为硫酸镍钴混合溶液直接作为镍钴铝三元前驱体的原料使用。
[0015]作为本发明进一步的方案:步骤二中适宜温度指85-150。(:。
[0016]作为本发明进一步的方案:步骤四中还原碳粉与物料D的质量之比为12—2〇: 1〇〇。 [0017]作为本发明进一步的方案:步骤五中的高温指460-620。(:。
[0018]作为本发明进一步的方案:步骤六中适当温度指55-85。(:。
[0019] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的方法流程简洁、环境友好、能耗 适中、有价元素综合回收率高、辅料简单、成本低,得到的产品品质好,适于产业化,具有极 强的推广价值。 '
具体实施方式
[0020] 下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0021] 实施例1
[0022] —种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,具体步骤如下:
[0023] 步骤一,脱铝剂混合:将报废的1865〇镍钴锰圆柱电池物理拆解后,得到的镍钴错 酸锂正极片通过机械粉碎,分离掉基体中的铝,剩下的含镍钴铝酸锂的细粉A,将细粉A按一 定比例加入脱铝剂混合均匀,得混合料B;
[0024] 步骤二,低温焙烧:将混合料B采用管式炉在92<€下低温焙烧1小时,得焙烧料C; [0025]步骤三,一次水浸:将焙烧料c在常温下通入纯水浸出0 •8小时,然后固液分离,细 粉A中的铝以偏铝酸盐形式进入液相,通过加酸调pH值除杂过滤,作为镍钴铝三元前驱体原 料;焙烧料C中的其他金属(含镍钴锂)进入固相,得到物料D;
[0026]步骤四,还原碳混合:将物料D加入一定量的还原碳粉,还原碳粉与物料D的质量之 比为17:100,在10(TC与千燥混合机干燥混合,得混合料E;
[0027]步骤五,高温蒸汽煅烧:将混合料E通入水蒸气,在高温下煅烧1.4小时,得到锻烧 料F;
[0028]步骤六,二次水浸:将煅烧料F在适当温度下用纯水浸出,得浸出混合液H;
[0029]步骤七,固液分离洗涤:将浸出混合液H离心分离,细粉A中的锂以氢氧化锂形式进 入液相,经闪蒸干燥得到单水氢氧化锂固体,这是用于合成镍钴铝酸锂三元正极材料的锂 原料;浸出混合液H离心分离后,细粉A中的镍钴以氧化物形式进入固相,直接加入硫酸溶解 转化为硫酸镍钴混合溶液直接作为镍钴铝三元前驱体的原料使用。
[0030] 实施例2
[0031] 一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,具体步骤如下:
[0032] 步骤一,脱铝剂混合:采用镍钴铝酸锂为正极的动力电池报废经过物理拆解后,得 到的镍钴铝酸锂正极片通过机械粉碎,分离掉基体中的铝,剩下的含镍钴铝酸锂的细粉A, 将细粉A按一定比例加入脱铝剂混合均匀,得混合料B;
[0033] 步骤二,低温焙烧:将混合料B采用管式炉在适宜温度下低温焙烧2小时,得焙烧料 C;
[0034] 步骤三,一次水浸:将焙烧料C在常温下通入纯水浸出0.9小时,然后固液分离,细 粉A中的铝以偏铝酸盐形式进入液相,通过加酸调pH值除杂过滤,作为镍钴铝三元前驱体原 料;焙烧料C中的其他金属(含镍钴锂)进入固相,得到物料D;
[0035] 步骤四,还原碳混合:将物料D加入一定量的还原碳粉,还原碳粉与物料D的质量之 比为15:100,在100 °C与干燥混合机干燥混合,得混合料E;
[0036] 步骤五,高温蒸汽煅烧:将混合料E通入水蒸气,在580°C下煅烧1.6小时,得到煅烧 料F;
[0037] 步骤六,二次水浸:将煅烧料F在64°C下用纯水浸出,得浸出混合液H;
[0038]步骤七,固液分离洗涤:将浸出混合液H离心分离,细粉A中的锂以氢氧化锂形式进 入液相,经闪蒸干燥得到单水氢氧化锂固体,这是用于合成镍钴铝酸锂三元正极材料的锂 原料;浸出混合液H离心分离后,细粉A中的镍钴以氧化物形式进入固相,直接加入硫酸溶解 转化为硫酸镍钴混合溶液直接作为镍钴铝三元前驱体的原料使用。
[0039] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论 从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。
[0040] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1. 一种报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,其特征在于,具体步骤如下: 步骤一,脱铝剂混合:采用镍钴铝酸锂为正极的动力电池报废经过物理拆解后,得到镍 钴铝酸锂正极片,通过机械粉碎,得到含镍钴铝酸锂的细粉A,将细粉A按一定比例加入脱铝 剂混合均匀,得混合料B; 步骤二,低温焙烧:将混合料B采用管式炉在适宜温度下低温焙烧1-2小时,得焙烧料C; 步骤三,一次水浸:将焙烧料C在常温下通入纯水浸出0 • 5-1小时,然后固液分离,细粉A 中的铝以偏铝酸盐形式进入液相,通过加酸调pH值除杂过滤,作为镍钴铝三元前驱体原料; 焙烧料C中的其他金属进入固相,得到物料D; 步骤四,还原碳混合:将物料D加入一定量的还原碳粉,在l〇〇°C与干燥混合机干燥混 合,得混合料E; 步骤五,高温蒸汽煅烧:将混合料E通入水蒸气,在高温下煅烧1-2小时,得到煅烧料F; 步骤六,二次水浸:将锻烧料F在适当温度下用纯水浸出,得浸出混合液H; 步骤七,固液分离洗涤:将浸出混合液H离心分离,细粉A中的锂以氢氧化锂形式进入液 相,经闪蒸干燥得到单水氢氧化锂固体;浸出混合液H离心分离后,细粉A中的镍钴以氧化物 形式进入固相,直接加入硫酸溶解转化为硫酸镍钴混合溶液,直接作为镍钴铝三元前驱体 的原料使用。
2.根据权利要求1所述的报废镍钻铝酸锂电池的回收利用方法,其特征在于,所述步骤 二中适宜温度指85_150°C。
3.根据权利要求1或2所述的报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,其特征在于,所述 步骤四中还原碳粉与物料D的质量之比为12-20:100。
4.根据权利要求1所述的报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,其特征在于,所述步骤 五中的高温指460-620 °C。 ' ’
5.根据权利要求1或4所述的报废镍钴铝酸锂电池的回收利用方法,其特征在于,所述 步骤六中适当温度指55-85°C。 ' ’
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