CN111540974B - 一种锂离子电池正极材料回收再利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，包括以下步骤：将废旧锂离子电池的正极片放入有机溶液中，超声振荡，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；将正极活性物质在有机酸溶液中浸泡，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；向金属离子溶液中加入氨水溶液和氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；将锂离子电池正极材料前驱体与锂盐共烧，得锂离子电池正极材料。本发明操作简单，能够彻底分离活性物质和铝箔，在回收过程中不产生二次污染，回收成本低，对环境友好，易于实现大规模工业化生产，有效解决了活性物质与铝箔分离不彻底、回收成本低和废液处理难等问题。

Description

一种锂离子电池正极材料回收再利用方法
技术领域
本发明属于电极材料回收技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料回收再利用方法。
背景技术
随着能源危机和环境污染问题的日益加剧，开发新能源迫在眉睫。锂离子电池由于其工作电压高、能量密度大、使用温度范围宽、无记忆效应、循环寿命久、清洁环保等优点备受消费者的青睐，目前已广泛应用于储能、通信、国防建设、尤其是新能源汽车领域。据工信部统计，2018年我国新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆，比上年同期分别增长59.9％和61.7％。预计到2020年，新能源汽车年产量将要达到250万辆，2020年将迎来首次大规模的动力锂电池报废的高峰期，累计报废量将达到20万吨，而2018年实际拆解回收的动力电池不足8万吨。从环境治理和资源利用的角度来看，废旧动力锂电池回收和循环利用必将成新能源汽车产业链的关键环节之一。因此，废旧动力锂电池的回收是社会的责任也是经济性可持续发展的必然选择。
废旧锂离子电池中镍、钴、锰、锂及铝等有价金属的回收方法主要有焙烧法、无机酸浸出法、碱浸法。但常用的回收方法工艺流程复杂，氢氧化钠溶液消耗量大，也不能彻底的分离活性物质和铝箔，会在后续过程产生铝杂质，使得回收率偏低；回收过程中常常会产生多种废液，容易产生二次污染，而对废液的处理会增加回收成本，降低经济效益，且回收能耗太高，对环境污染较大，不适合推广使用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，操作简单，能够彻底分离活性物质和铝箔，在回收过程中不产生二次污染，回收成本低，对环境友好，易于实现大规模工业化生产，有效解决了活性物质与铝箔分离不彻底、回收成本低和废液处理难等问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池放电、拆解后得到的正极片放入2～5mol/L的有机溶液中，在20～30℃、25～35Hz条件下超声振荡4～6h，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；
(2)将步骤(1)所得正极活性物质在40～60℃温度下的3～5mol/L有机酸溶液中浸泡2～4h，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；金属离子溶液中镍、钴和锰摩尔比为x:y:1-x-y，1/3≤x≤0.85，0.1≤y≤1/3；
(3)向步骤(2)所得金属离子溶液中加入0.1～0.3mol/L的氨水溶液和1.5～3mol/L的氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；金属离子溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液体积比为1～3:1:3～5；
(4)将步骤(3)所得锂离子电池正极材料前驱体与锂盐在800～1000℃空气氛围中共烧4～6h，得锂离子电池正极材料。
进一步，有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四甲基脲和二甲基亚砜中的至少一种。
进一步，有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比1～3:3:3:1～3混合的混合液。
进一步，有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比2:3:3:2混合的混合液。
进一步，有机酸溶液为柠檬酸、苹果酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸中的至少一种。
进一步，有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比1～3:5:1～2:1～2混合的混合液。
进一步，有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比2:5:1.5:1.5混合的混合液。
进一步，金属离子溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液体积比为2:1:4。
进一步，步骤(1)中放电时，将废旧锂离子电池置于0.45～0.8vt％氯化钠溶液中浸泡12～20h。
进一步，将废旧锂离子电池置于0.6vt％氯化钠溶液中浸泡20h。
综上所述，本发明具备以下优点：
1、本发明提供的锂离子电池正极材料回收再利用方法操作简单，能够彻底分离活性物质和铝箔，不产生铝杂质，在回收过程中不产生大量的废液，不产生二次污染，回收成本低，提高经济效益，对环境友好，易于实现大规模工业化生产，有效解决了活性物质与铝箔分离不彻底、回收成本低和废液处理难等问题。
2、本发明在回收过程中正极活性物质能够与铝箔完全分离，避免了铝进入有机酸浸出液而产生铝杂质的问题，同时提高锂离子电池正极材料前驱体的纯度；能耗较低，不会在回收时产生大量的污染，对环境友好。
3、回收时先将正极片在有机溶液中超声振荡，然后清水冲洗烘干，可以彻底将正极活性物质与铝箔完全分离；采用柠檬酸、苹果酸、草酸、琥珀酸、甘氨酸等有机酸作为浸出液，能够较大程度的浸出金属离子，避免了无机酸浸出过程中有毒气体的产生，对设备的腐蚀以及废液处理难的问题；添加硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液使其符合材料合成比例，再加入氨水和氢氧化钠溶液经共沉淀反应得锂离子电池正极材料前驱体，最后与锂盐共烧得锂离子电池正极材料；整个回收过程操作简单，不会产生大量的废液，回收成本低，能够实现锂离子电池正极材料的回收再利用，便于推广使用。
附图说明
图1为锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2的SEM图；
图2为锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2的粒度分布图；
图3为锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2不同倍率下充放电曲线图；
图4为锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2循环性能图。
具体实施方式
实施例1
一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池置于0.45vt％氯化钠溶液中浸泡12h，拆解后得到的正极片放入2mol/L的有机溶液中，在20℃、25Hz条件下超声振荡4h，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比2:3:3:2混合的混合液；
(2)将步骤(1)所得正极活性物质在40℃温度下的3mol/L有机酸溶液中浸泡2h，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；金属离子溶液中镍、钴和锰摩尔比为0.6:0.2:0.2；有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比2:5:1.5:1.5混合的混合液；
(3)向步骤(2)所得金属离子溶液中加入0.1mol/L的氨水溶液和1.5mol/L的氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；金属离子溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液体积比为1:1:3；
(4)将步骤(3)所得锂离子电池正极材料前驱体与锂盐在800℃空气氛围中共烧4h，得锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2。
实施例2
一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池置于0.6vt％氯化钠溶液中浸泡20h，拆解后得到的正极片放入3mol/L的有机溶液中，在25℃、30Hz条件下超声振荡5h，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比2:3:3:2混合的混合液；
(2)将步骤(1)所得正极活性物质在50℃温度下的4.5mol/L有机酸溶液中浸泡3h，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；金属离子溶液中镍、钴和锰摩尔比为0.6:0.2:0.2；有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比2:5:1.5:1.5混合的混合液；
(3)向步骤(2)所得金属离子溶液中加入0.2mol/L的氨水溶液和2mol/L的氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；金属离子溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液体积比为2:1:4；
(4)将步骤(3)所得锂离子电池正极材料前驱体与锂盐在900℃空气氛围中共烧5h，得锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2。
实施例3
一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池置于0.8vt％氯化钠溶液中浸泡20h，拆解后得到的正极片放入5mol/L的有机溶液中，在30℃、35Hz条件下超声振荡6h，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比2:3:3:2混合的混合液；
(2)将步骤(1)所得正极活性物质在60℃温度下的5mol/L有机酸溶液中浸泡4h，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；金属离子溶液中镍、钴和锰摩尔比为0.6:0.2:0.2；有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比2:5:1.5:1.5混合的混合液；
(3)向步骤(2)所得金属离子溶液中加入0.3mol/L的氨水溶液和3mol/L的氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；金属离子溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液体积比为3:1:5；
(4)将步骤(3)所得锂离子电池正极材料前驱体与锂盐在1000℃空气氛围中共烧6h，得锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2。
实施例4
一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池置于0.6vt％氯化钠溶液中浸泡20h，拆解后得到的正极片放入3mol/L的有机溶液中，在25℃、30Hz条件下超声振荡4h，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；有机溶液为甲基乙基丁酮；
(2)将步骤(1)所得正极活性物质在50℃温度下的4mol/L有机酸溶液中浸泡3h，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；金属离子溶液中镍、钴和锰摩尔比为0.6:0.2:0.2；有机酸溶液为柠檬酸；
(3)向步骤(2)所得金属离子溶液中加入0.2mol/L的氨水溶液和2mol/L的氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；金属离子溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液体积比为2:1:4；
(4)将步骤(3)所得锂离子电池正极材料前驱体与锂盐在900℃空气氛围中共烧4～6h，得锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2。
实施例5
一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池置于0.7vt％氯化钠溶液中浸泡18h，拆解后得到的正极片放入3mol/L的有机溶液中，在25℃、30Hz条件下超声振荡5h，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比2:3:3:2混合的混合液；
(2)将步骤(1)所得正极活性物质在50℃温度下的4mol/L有机酸溶液中浸泡3h，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；金属离子溶液中镍、钴和锰摩尔比为0.6:0.2:0.2；有机酸溶液为柠檬酸和甘氨酸按质量比2:5混合的混合液；
(3)向步骤(2)所得金属离子溶液中加入0.2mol/L的氨水溶液和2mol/L的氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；金属离子溶液、氨水溶液和氢氧化钠溶液体积比为2:1:4；
(4)将步骤(3)所得锂离子电池正极材料前驱体与锂盐在900℃空气氛围中共烧5h，得锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2。
分别获取实施例2所得锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2的SEM图和粒度分布图，分别见图1～2；再测试得到在不同倍率下的充放电曲线图和在0.1C、1C条件下的循环性能图，分别见图3～4。
由图1～2可知，锂离子电池正极材料Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2具有良好的球状结构，平均粒度为10.55μm；由图3可知，半电池在0.1C、1C、2C、5C条件下的放电比容量分别为221mAh/g、195mAh/g、185mAh/g、163mAh/g，在高倍率条件下放电性能较好；由图4可知，半电池在1C条件下的循环性能较稳定，容量损失较小。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池放电、拆解后得到的正极片放入2～5mol/L的有机溶液中，在20～30℃、25～35Hz条件下超声振荡4～6h，然后清水冲洗，烘干得正极活性物质和铝箔；所述有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四甲基脲和二甲基亚砜中的至少一种；
(2)将步骤(1)所得正极活性物质在40～60℃温度下的3～5mol/L有机酸溶液中浸泡2～4h，然后加入硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液，得金属离子溶液；所述金属离子溶液中镍、钴和锰摩尔比为x:y:1-x-y，1/3≤x≤0.85，0.1≤y≤1/3；所述有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比1～3:5:1～2:1～2混合的混合液；
(3)向步骤(2)所得金属离子溶液中加入0.1～0.3mol/L的氨水溶液和1.5～3mol/L的氢氧化钠溶液，反应得锂离子电池正极材料前驱体；所述金属离子溶液、所述氨水溶液和所述氢氧化钠溶液体积比为1～3:1:3～5；
(4)将步骤(3)所得锂离子电池正极材料前驱体与锂盐在800～1000℃空气氛围中共烧4～6h，得锂离子电池正极材料。
2.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，所述有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比1～3:3:3:1～3混合的混合液。
3.如权利要求2所述的锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，所述有机溶液为甲基乙基丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜按质量比2:3:3:2混合的混合液。
4.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，所述有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比1～3:5:1～2:1～2混合的混合液。
5.如权利要求4所述的锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，所述有机酸溶液为柠檬酸、草酸、琥珀酸和甘氨酸按质量比2:5:1.5:1.5混合的混合液。
6.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，所述金属离子溶液、所述氨水溶液和所述氢氧化钠溶液体积比为2:1:4。
7.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，步骤(1)中放电时，将废旧锂离子电池置于0.45～0.8vt％氯化钠溶液中浸泡12～20h。
8.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料回收再利用方法，其特征在于，将废旧锂离子电池置于0.6vt％氯化钠溶液中浸泡20h。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111960480A (zh) * 2020-08-28 2020-11-20 四川省有色冶金研究院有限公司 一种利用废旧锂离子电池制备镍钴锰三元材料的方法
CN114388776A (zh) * 2021-12-06 2022-04-22 宜宾光原锂电材料有限公司 镍钴锰三元前驱体洗涤去除杂质钠的方法
CN116598636B (zh) * 2023-07-14 2023-09-19 兰溪博观循环科技有限公司 废旧三元锂离子电池正极材料中有价金属分离回收的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000328153A (ja) * 1999-05-14 2000-11-28 Asaka Riken Kogyo Kk コバルト回収方法
CN101673859A (zh) * 2009-09-25 2010-03-17 北京理工大学 利用废旧锂离子电池回收制备钴酸锂的方法
CN102738539A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 从废旧磷酸亚铁锂电池正极片回收磷酸亚铁锂材料的方法和装置
CN103509949A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 杨春晓 废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的方法及设备
CN103606651A (zh) * 2013-12-02 2014-02-26 河南师范大学 以废旧锂离子电池为原料制备镍钴锰酸锂正极材料的方法
CN104868190A (zh) * 2015-05-13 2015-08-26 中国科学院过程工程研究所 一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收方法
CN107699692A (zh) * 2017-09-18 2018-02-16 北京理工大学 一种回收及再生废旧锂离子电池正极材料的方法
CN108400402A (zh) * 2018-02-27 2018-08-14 四川省有色冶金研究院有限公司 一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5618913B2 (ja) * 2010-11-25 2014-11-05 株式会社日立製作所 滲出液および金属回収方法
CN102751549B (zh) * 2012-07-04 2014-12-24 中国科学院过程工程研究所 一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法
CN110563046B (zh) * 2019-09-10 2021-11-12 广州大学 一种回收废旧锂离子电池正极材料的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000328153A (ja) * 1999-05-14 2000-11-28 Asaka Riken Kogyo Kk コバルト回収方法
CN101673859A (zh) * 2009-09-25 2010-03-17 北京理工大学 利用废旧锂离子电池回收制备钴酸锂的方法
CN102738539A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 从废旧磷酸亚铁锂电池正极片回收磷酸亚铁锂材料的方法和装置
CN103509949A (zh) * 2012-06-15 2014-01-15 杨春晓 废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的方法及设备
CN103606651A (zh) * 2013-12-02 2014-02-26 河南师范大学 以废旧锂离子电池为原料制备镍钴锰酸锂正极材料的方法
CN104868190A (zh) * 2015-05-13 2015-08-26 中国科学院过程工程研究所 一种锂离子电池正极废料中金属的浸出及回收方法
CN107699692A (zh) * 2017-09-18 2018-02-16 北京理工大学 一种回收及再生废旧锂离子电池正极材料的方法
CN108400402A (zh) * 2018-02-27 2018-08-14 四川省有色冶金研究院有限公司 一种废旧锂动力电池活性物质与集流体的分离方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"磷酸铁锂/石墨烯复合材料的低温微波水热法 ";常丽娟等;《稀有金属材料与工程》;20191130;第48卷(第11期);第3708-3712页 *

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