CN112795785A - 三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备 - Google Patents
三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112795785A CN112795785A CN202110142924.5A CN202110142924A CN112795785A CN 112795785 A CN112795785 A CN 112795785A CN 202110142924 A CN202110142924 A CN 202110142924A CN 112795785 A CN112795785 A CN 112795785A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solid
- magnetic
- cobalt
- lithium ion
- ion battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 21
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010405 anode material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 64
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 63
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 35
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 35
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004381 Choline salt Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000019417 choline salt Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 35
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 18
- YMBCJWGVCUEGHA-UHFFFAOYSA-M tetraethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC YMBCJWGVCUEGHA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- LSEFCHWGJNHZNT-UHFFFAOYSA-M methyl(triphenyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C)C1=CC=CC=C1 LSEFCHWGJNHZNT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001763 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium Substances 0.000 claims description 7
- 235000019743 Choline chloride Nutrition 0.000 claims description 7
- SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M choline chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCO SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 229960003178 choline chloride Drugs 0.000 claims description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BGQMOFGZRJUORO-UHFFFAOYSA-M tetrapropylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC BGQMOFGZRJUORO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims description 5
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000010923 batch production Methods 0.000 claims description 4
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 3
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 claims description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 12
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 16
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 16
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 11
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940043237 diethanolamine Drugs 0.000 description 3
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- -1 pretreatment Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备；回收方法包括以下步骤：1)在150‑220℃的恒温油浴条件下，将摩尔比为4:1～10:1的氢键供体和胆碱盐，加热至一定温度进行搅拌，得到低共熔溶剂；2)在150‑200℃的恒温油浴条件下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于3‑10重量份的步骤1)的低共熔溶剂中，充分反应，得到固液混合物；3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂残留，即得到金属单质钴和镍。本发明的反应条件温度不高且不向外界环境排放废弃，其中的低共熔溶剂为相对无毒和可生物降解，反应较快，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种从三元锂电池电极材料、粘合剂和导电碳材料的混合物中回收单质钴和镍的方法，及所需的分离设备。
背景技术
近年来，锂离子电池(LIB)由于其高功率和能量密度，高电压，长存储寿命，低自放电率和宽工作温度范围，在电子产品和电动汽车中的应用一直迅速增长。需求的增加极大地刺激了锂离子电池的生产，随后导致了废旧的LIB数量的大大增加。2015年商用LIB的生产量超过100GWh，据预测，到2020年，LIB技术在全球市场的增长将接近320亿美元，废旧LIB的数量和重量预计将超过250亿个单位和50万吨，其中包含大量的贵重金属和有毒化学物质，其中包含金属(Li，Ni，Co，Mn等)，这不仅会污染环境且这些金属在地球上的储量有限。越来越多的废旧电池带来了严重的废物管理成本，废弃LIB的不当管理对生物健康和环境构成威胁，浪费资源，报废企业面临严峻挑战。面对日益增多的电池废弃物，现阶段对其的处理方式主要分为四类:土地填埋，固化反应，焚烧和包括湿法和火法在内的回收利用。对于废旧锂离子电池的潜在危害和巨大的经济价值，世界各国在积极的开展此方面的研究。但是迄今，全世界只有几家公司可进行一定规模的回收处理，主要集中在欧美和日韩等国的公司。因此，回收用过的LIB并在其中回收金属是处理用过的LIB的最明智的解决方案，再生锂离子电池可以提供高成本原料的替代来源，这些废旧锂离子电池的二次使用在经济，技术和环境等方面具有重大意义。
在火法冶金过程中，通过高温冶炼可以从废电池中回收有价值的金属，但会造成严重的大气污染。熔炼和还原是典型的火法冶金路线中的关键过程，不可避免地消耗大量能量并产生大量冶金渣。典型的废旧LIB回收方法是基于湿法冶金或火法冶金。湿法冶金回收方法主要包括浸出、提取和沉淀等。在浸出过程中，大量的酸和腐蚀剂通常用于释放所有金属元素从阴极材料转变为可回收利用的物质。作为一种重要的回收方法，湿法冶金工艺与火法冶金工艺相比，具有较高的金属回收效率，较高的纯度和较低的能耗。在废旧LIB的回收过程中，湿法冶金工艺通常用于分离和回收不同的金属，包括预处理，浸出和后处理步骤。预处理包括机械，溶解和热处理。机械处理旨在分离钢壳，阴极，阳极和隔板，可使用碱性溶液或有机溶剂溶解，可将活性物质与铝箔或铜箔分开。热处理可以燃烧掉乙炔黑，电解质和粘合剂残留物等杂质。对于浸出过程，通常通过酸浸(有机酸或无机酸)和生物浸出方法。无机酸浸出通常会导致有毒气体的二次污染，因此，对于环境友好型的有机酸浸出关注度提高。生物浸出技术尚处于早期发展阶段，是一种利用微生物提取金属的绿色方法。它的低成本和最低的工业要求使其成为未来使用的有前途的方法。浸出过程之后，通常可以采用化学沉淀，溶剂萃取，电化学等再合成方法来获得最终产品。总之，大部分金属都首先被无机酸(如HCl，HNO3和H2SO4,)或有机酸(如柠檬酸，琥珀酸等)溶解。然后，将溶解的金属通过化学方法分离，沉淀和/或溶剂萃取以回收纯净形式的金属盐。但是，通常会导致非选择性浸出在复杂的分离过程中，包括沉淀Fe3+和Al3+的分离以及多级溶剂萃取Cu2+，Ni2+和Co2 +。
迄今为止，传统的回收方法无一例外都是将正极材料粉碎、筛选后采用高温焚烧、酸浸出、碱浸出或者酸碱联用等工艺，溶解有价金属后再采用沉淀、萃取等技术提纯回收钴、锂等元素。总之，大多数以前的研究主要集中在回收LIB中所含的高价值和高容量材料的回收，采用不同的物质进行分离浸出然后进行分步沉淀。这些工艺技术虽然都成功的回收了废旧锂电池中的有价元素，获得了高纯度的产品，但是也造成一定的资源和能源的浪费而且回收过程复杂难以按比例放大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备。
本发明的目的通过下列技术方案来实现：
一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，包括以下步骤：
1)在150-220℃的恒温油浴条件下，将摩尔比为4:1～10:1的氢键供体和胆碱盐，加热至一定温度进行搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在150-200℃的恒温油浴条件下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于3-10重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
优选地，步骤1)的混合物与低共熔溶剂(DES)的质量比大于3。
优选地，所述步骤1)中的氢键供体为甘油，碳水化合物衍生的多元醇或可再生来源羧酸，乙酰胺，乙醇胺，二乙醇胺，甲基二乙醇胺，哌嗪中的至少一种。
优选地，所述的三元锂离子电池正极材料为NCM523、NCM333、NCM622和/或NMC811。
优选地，所述可再生来源羧酸为草酸、丙二酸或苹果酸、马来酸的至少一种。
优选地，所述步骤1)中的胆碱盐包括季铵盐的卤化物：氯化四甲基铵(TMAC)，氯化胆碱(ChCl)，四乙基氯化铵(TEAC)，甜菜碱，四丙基溴化铵(TPAB)，四丁基溴化铵(TEAC)，甲基三苯基溴化磷(MTPB)等中的至少一种。
优选地，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热到60-80℃，并保持4小时以上。
优选地，所述步骤3)，在批量生产时，采用磁性分离设备进行，所述磁性分离设备包括导流槽，设于所述导流槽下端的过滤板，设于所述导流槽下方的液体收集箱；还包括设于所述导流槽与所述液体收集箱之间的磁性输送带，所述磁性输送带斜向上延伸至所述液体收集箱的外侧且至设有的固体收集箱的上方；所述步骤2)产生的固液混合物，倒入所述导流槽，流至磁性输送带，其中的固体成份在磁性输送带的磁性作用下，被斜向上提升至固体收集箱的上方，经过刮取板的作用下，从磁性输送带脱落至固体收集箱。
本发明一种用于三元锂离子电池正极材料中单质镍钴回收的分离设备，所述分离设备为磁性分离设备，用于前述的钴镍回收方法中的固液混合物分离，包括并排设置的液体收集箱和固体收集箱，及设于液体收集箱上方的磁性输送带、导流槽；及刮取机构；所述刮取机构设于所述磁性输送带上端部的下侧边，包括初刮板和次刮板；所述的次刮板固定于所述液体收集箱的侧壁上端，所述的初刮板固定于所述液体收集箱的侧壁上端或所述次刮板。
优选地，还包括用于固定磁性输送带的输送支架，设于所述输送支架并支撑所述磁性输送带的上驱动轮、下导向轮、次导向轮，及用于驱动所述上驱动轮转动的输送电机；所述下导向轮近于所述液体收集箱的底面，以磁性吸附沉于液体收集箱底部的固体成份；所述次导向轮设于所述导流槽的下方。
优选地，还包括设于所述初刮板和次刮板之间的刮取轮，所述刮取轮为T型截面形状，与所述磁性输送带相邻处的两侧各设有一个磁性滚轮，以使磁性固体成分被吸附在刮取轮表面。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：在恒温油浴的密闭体系中，利用低共熔溶剂(DES)与电极材料，粘合剂和导电碳材料的固体混合物反应，将单质钴和镍提取出来，反应条件温度不高且不向外界环境排放废弃，其中的低共熔溶剂为相对无毒和可生物降解，反应较快，成本低廉，不需消耗外加的电能等能量，是有效回收单质钴和镍的简便节能的方法。本发明用于批量生产时，采用带有磁性输送带的分离设备，能实现固液混合物的快速分离，提高回收效率。
附图说明
图1为本发明三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法具体实施例的步骤示意图；
图2为本发明三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法具体实施时回收的样品；
图3为本发明三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法具体实施时回收产物的XRD图；
图4为本发明三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法具体实施时回收产物的显微放大图(SEM图)；
图5为本发明分离设备具体实施例的结构示意图及其局部放大图；
图6为图5实施例中的刮取轮的剖面放大图。
图5至图6的附图标记
10 液体收集箱 20 固体收集箱
30 磁性输送带 40 导流槽
50 刮取机构 51 初刮板
52 次刮板 31 输送支架
311 上驱动轮 312 下导向轮
313 次导向轮 314 输送电机
53 刮取轮 54 固定板
55 磁性滚轮 56 侧支架
具体实施方式
下面将通过以下实施例进行清楚、完整地描述本发明的技术方案中显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
本发明三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，包括以下步骤：
1)在150-220℃的恒温油浴条件下，将摩尔比为4:1～10:1的氢键供体和胆碱盐，加热至一定温度进行搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在150-200℃的恒温油浴条件下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于3-10重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
以下为本发明回收方法的12个具体实施例。
实施例1，本实施例公开了一种三元锂离子电池正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，所述工艺步骤如下：
1)在恒温油浴条件下，将摩尔比为4:1的马来酸和四丁基溴化铵(TEAC)，在60℃下加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴200℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于6重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
本实施例提供的方法，在恒温油浴的密闭体系中，利用低共熔溶剂(DES)与电极材料，粘合剂和导电碳材料的固体混合物反应，将单质钴和镍提取出来，反应条件温度不高且不向外界环境排放废弃，其中的低共熔溶剂毒性极低，可生物降解，反应较快，成本低廉，不需消耗外加的电能等能量，是有效回收单质钴和镍的简便节能的方法。
实施例2，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为5:1的甲基二乙醇胺和四乙基氯化铵(TEAC)，在80℃加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴200℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于3重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
在具体实施例中，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热到一定的温度。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为甲醇或者乙醇。在所用的低共熔溶剂中氢键供体可以为液体或固体，胆碱盐为固体，因此本实施例需要预热形成DES，且要加热到60℃(是指生成低共熔溶剂时所需要的温度)，进行4h以上上述步骤反应。
实施例3，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为5:1的乙醇胺和氯化胆碱，加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴180℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于4重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
在具体实施例中，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热80℃(是指生成低共熔溶剂时所需要的温度)。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为甲醇或乙醇。
实施例4，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为8:1的甲基二乙醇胺和氯化四甲基铵(TMAC)加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴160℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于5重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
在具体实施例中，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热到80℃(是指生成低共熔溶剂时所需要的温度)。
实施例5，本实施例公开了一种三元锂离子电池正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，所述工艺步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为7:1的哌嗪和甲基三苯基溴化磷(MTPB)，在70℃下加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴170℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于8重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
实施例6，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为9:1的二乙醇胺和四丙基溴化铵(TPAB)，在80℃加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴150℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于4重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
实施例7，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为10:1的甲基二乙醇胺和甲基三苯基溴化磷(MTPB)加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴190℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于7重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
在具体实施例中，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热80℃(是指生成低共熔溶剂时所需要的温度)。
实施例8，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为8:1的乙醇胺和氯化四甲基铵(TMAC)加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴210℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于8重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
在具体实施例中，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热到80℃(是指生成低共熔溶剂时所需要的温度)。
实施例9，本实施例公开了一种三元锂离子电池正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，所述工艺步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为6:1的哌嗪和四乙基氯化铵(TEAC)，在70℃下加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴170℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于10重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
实施例10，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为9:1的二乙醇胺和氯化胆碱(ChCl)，在80℃加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴185℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于9重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
实施例11，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为10:1的丙二酸和甲基三苯基溴化磷(MTPB)加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴195℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于4重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
在具体实施例中，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热80℃(是指生成低共熔溶剂时所需要的温度)。
实施例12，本实施例公开了一种三元锂离子电池中正极材料中单质镍钴的提取与分离方法，具体步骤如下：
1)在恒温油浴中，将摩尔比为8:1的苹果酸和氯化四甲基铵(TMAC)加热搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在恒温油浴210℃下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于6重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
在具体实施例中，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热到80℃(是指生成低共熔溶剂时所需要的温度)。
需要说明的是，在一具体实施中，步骤3)醇洗所使用的醇为甲醇或者乙醇。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
图2为上述具体实施例回收的样品；图3为上述具体实施例回收产物的XRD图；图4为上述具体实施例回收产物的显微放大图(SEM图)。
如图5和图6所示，本发明一种用于三元锂离子电池正极材料中钴镍回收的分离设备，为磁性分离设备，用于前述的钴镍回收方法中的固液混合物分离，包括并排设置的液体收集箱10和固体收集箱20，及设于液体收集箱上方的磁性输送带30、导流槽40；及刮取机构50；刮取机构50设于磁性输送带30上端部的下侧边，包括初刮板51和次刮板52；次刮板52固定于液体收集箱10的侧壁上端，初刮板51固定于次刮板52(或者固定在液体收集箱的侧壁上端)。
还包括用于固定磁性输送带30的输送支架31，设于输送支架31并支撑磁性输送带30的上驱动轮311、下导向轮312、次导向轮313，及用于驱动上驱动轮311转动的输送电机314；下导向轮312近于液体收集箱10的底面，以磁性吸附沉于液体收集箱10底部的固体成份；次导向轮313设于导流槽40的下方。
还包括设于初刮板51和次刮板52之间的刮取轮53(通过二块固定板54固定于初刮板51)，刮取轮53为T型截面形状，与磁性输送带30相邻处的两侧各设有一个磁性滚轮55，以使磁性固体成分被吸附在刮取轮表面。磁性滚轮55一端固定于固定板54，另一端如果悬空的话，稳定性差。为了提高磁性滚轮55的稳定性，还有与固定板54内侧固定的侧支架56，用于固定磁性滚轮55的内端。工作原理为：磁性输送带上的固体物，第一次初刮板，刮取下来，落至固体收集箱；未被刮取下来的固体再与刮取轮接触，因为二个磁性滚轮的磁性至少高于磁性输送带二倍，隔着刮取轮1-2mm厚的外圆壁，也可以将固体物从磁性输送带上吸附下来。又因刮取轮本身无磁性，当外圆表面远离磁性滚轮时，其表面吸附的固体物，就自然地脱落至固体收集箱。
其中次刮板优选在磁性输送带与上驱动轮接触面的下方位置，使得次刮板略施压于磁性输送带的表面，从而产生较强的刮取力，具有更好的刮取效率。
更进一步地，液体收集箱的底面为斜面，液体下落的一端高于另一端，当未被磁性输送吸附走的细小固体物，因为液体收集箱的底部为斜面，从一端移到另一端时，经过包覆于下导向轮外周的磁性输送带时，会被吸附住，进而提高固液分离的效率。
于其它具体实施例中，还可以在液体收集箱的底部增加振动器，在导流槽没有新的固液混合物流入时，启动振动器，将底部高处可以沉积的固体物，振动移动到低处，从中经过下导向轮的位置，被磁性输送带吸附走。
综上所述，本发明在恒温油浴的密闭体系中，利用低共熔溶剂(DES)与电极材料，粘合剂和导电碳材料的固体混合物反应，将单质钴和镍提取出来，反应条件温度不高且不向外界环境排放废弃，其中的低共熔溶剂为相对无毒和可生物降解，反应较快，成本低廉，不需消耗外加的电能等能量，是有效回收单质钴和镍的简便节能的方法。本发明用于批量生产时，采用带有磁性输送带的分离设备，能实现固液混合物的快速分离，提高回收效率。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在150-220℃的恒温油浴条件下，将摩尔比为4:1～10:1的氢键供体和胆碱盐，加热至一定温度进行搅拌，得到低共熔溶剂(DES)；
2)在150-200℃的恒温油浴条件下，按照重量份，将1重量份的电极材料，粘合剂和导电碳材料的混合物分散于3-10重量份的步骤1)的低共熔溶剂(DES)中，充分反应，得到固液混合物；
3)将步骤2)的固液混合物进行磁性分离，并对固体物质进行水洗和/或醇洗，去除表面的低共熔溶剂(DES)残留，即得到金属单质钴和镍。
2.如权利要求1所述的一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，其特征在于，所述的三元锂离子电池正极材料为NCM523、NCM333、NCM622和/或NMC811。
3.如权利要求2所述的一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，其特征在于，所述步骤1)中的氢键供体为甘油，碳水化合物衍生的多元醇或可再生来源羧酸，乙酰胺，乙醇胺，二乙醇胺，甲基二乙醇胺，哌嗪中的至少一种。
4.如权利要求3所述的一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，其特征在于，所述可再生来源羧酸为草酸、丙二酸或苹果酸、马来酸的至少一种。
5.如权利要求4所述的一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，其特征在于，所述步骤1)中的胆碱盐包括季铵盐的卤化物：氯化四甲基铵(TMAC)，氯化胆碱(ChCl)，四乙基氯化铵(TEAC)，甜菜碱，四丙基溴化铵(TPAB)，四丁基溴化铵(TEAC)，甲基三苯基溴化磷(MTPB)等中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，其特征在于，所述步骤2)的反应溶液为低共熔溶剂(DES)，且要加热到60-80℃，并保持4小时以上。
7.如权利要求1所述的一种三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法，其特征在于，所述步骤3)，在批量生产时，采用磁性分离设备进行，所述磁性分离设备包括导流槽，设于所述导流槽下端的过滤板，设于所述导流槽下方的液体收集箱；还包括设于所述导流槽与所述液体收集箱之间的磁性输送带，所述磁性输送带斜向上延伸至所述液体收集箱的外侧且至设有的固体收集箱的上方；所述步骤2)产生的固液混合物，倒入所述导流槽，流至磁性输送带，其中的固体成份在磁性输送带的磁性作用下，被斜向上提升至固体收集箱的上方，经过刮取板的作用下，从磁性输送带脱落至固体收集箱。
8.一种用于三元锂离子电池正极材料中单质镍钴回收的分离设备，其特征在于所述分离设备为磁性分离设备，用于权利要求1-7任一项权利要求所述的钴镍回收方法中的固液混合物分离，包括并排设置的液体收集箱和固体收集箱，及设于液体收集箱上方的磁性输送带、导流槽；及刮取机构；所述刮取机构设于所述磁性输送带上端部的下侧边，包括初刮板和次刮板；所述的次刮板固定于所述液体收集箱的侧壁上端，所述的初刮板固定于所述液体收集箱的侧壁上端或所述次刮板。
9.如权利要求8所述的分离设备，其特征在于，还包括用于固定磁性输送带的输送支架，设于所述输送支架并支撑所述磁性输送带的上驱动轮、下导向轮、次导向轮，及用于驱动所述上驱动轮转动的输送电机；所述下导向轮近于所述液体收集箱的底面，以磁性吸附沉于液体收集箱底部的固体成份；所述次导向轮设于所述导流槽的下方。
10.如权利要求9所述的分离设备，其特征在于，还包括设于所述初刮板和次刮板之间的刮取轮，所述刮取轮为T型截面形状，与所述磁性输送带相邻处的两侧各设有一个磁性滚轮，以使磁性固体成分被吸附在刮取轮表面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110142924.5A CN112795785A (zh) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110142924.5A CN112795785A (zh) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112795785A true CN112795785A (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=75813706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110142924.5A Pending CN112795785A (zh) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112795785A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115505757A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-12-23 | 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 | 一种低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法 |
| JP7541315B2 (ja) | 2022-02-16 | 2024-08-28 | プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 | ニッケル鉱からのニッケルの浸出方法および硫酸ニッケルの製造方法 |
-
2021
- 2021-02-02 CN CN202110142924.5A patent/CN112795785A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7541315B2 (ja) | 2022-02-16 | 2024-08-28 | プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 | ニッケル鉱からのニッケルの浸出方法および硫酸ニッケルの製造方法 |
| CN115505757A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-12-23 | 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 | 一种低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Kinetic study and pyrolysis behaviors of spent LiFePO4 batteries | |
| Zheng et al. | Leaching procedure and kinetic studies of cobalt in cathode materials from spent lithium ion batteries using organic citric acid as leachant | |
| Innocenzi et al. | A review of the processes and lab-scale techniques for the treatment of spent rechargeable NiMH batteries | |
| Shin et al. | Development of a metal recovery process from Li-ion battery wastes | |
| Randhawa et al. | Leaching kinetics of spent nickel–cadmium battery in sulphuric acid | |
| US10953444B2 (en) | Process for the recycling of waste batteries and waste printed circuit boards in molten salts or molten metals | |
| Cheng et al. | Separation, purification, regeneration and utilization of graphite recovered from spent lithium-ion batteries-A review | |
| CN100449011C (zh) | 失效锂离子电池中有价金属的回收方法 | |
| CN111261968B (zh) | 一种无损回收废旧磷酸铁锂电池电极材料的方法 | |
| CN101318712B (zh) | 从废旧锂离子电池中回收钴的方法 | |
| Lin et al. | Recycling of waste lead storage battery by vacuum methods | |
| CN110541077B (zh) | 一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收有价组分的方法 | |
| CN112795785A (zh) | 三元锂离子电池正极材料的单质镍钴回收方法和分离设备 | |
| US20240194961A1 (en) | A method for recycling of used scrap lithium battery | |
| CN107083484A (zh) | 一种从废旧锂电池中回收金属的方法 | |
| CN111647752A (zh) | 一种锂离子电池废料的钴金属回收方法及其设备 | |
| CN115084704B (zh) | 一种分离和回收废旧三元电池有价成分的方法 | |
| Milian et al. | A comprehensive review of emerging technologies for recycling spent lithium-ion batteries | |
| CN114015881A (zh) | 一种原位热还原废旧锂电池正极材料回收有价金属的方法 | |
| Perumal et al. | Leading strategies and research advances for the restoration of graphite from expired Li+ energy storage devices | |
| Shang et al. | Recycling of spent lithium-ion batteries in view of graphite recovery: A review | |
| CN109659642B (zh) | 分离废旧锂离子电池正极片中铝箔和正极活性物质的方法 | |
| Shi et al. | Full closed-loop green regeneration and recycling technology for spent ternary lithium batteries: Hydrogen reduction with sulfuric acid cycle-leaching process | |
| JP2016044319A (ja) | 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法 | |
| CN214400662U (zh) | 用于三元锂电子电池正极材料回收镍钴单质的分离设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |