CN113488713A - 一种动力电池三元材料回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动力电池三元材料回收的方法，其能够用于对动力电池三元材料进行回收，且回收方法相对便捷，不易污染环境。其包括以下步骤：一、将废旧电池进行放电、烘干、破碎、筛分得到三元正极材料和碳负极材料的混合物，然后将其煅烧，得到三元正极材料粉体；二、将三元材料粉体加入水中进行打浆处理得到打浆液，向打浆液中加入乙酸并搅拌，再加入乙酸镍、乙酸锰和乙酸钴溶液，加入乙醇、草酸或草酸钠溶液，产生镍钴锰草酸盐前驱体的共沉淀，对产生沉淀的溶液进行压滤；三、将压滤的前驱体干燥后加入铝源、钼源、铁源的其中之一和锂源进行球磨、煅烧，得到再生三元材料；四、对压滤后的溶液进行浓缩、加入饱和碳酸钠溶液得到碳酸锂沉淀。
Description
技术领域
本发明涉及电池回收技术领域，具体为一种动力电池三元材料回收的方法。
背景技术
随着新能源需求的增加，动力汽车市场蓬勃发展，动力电池也逐渐进入批量报废的阶段，预计2023年会有大规模的退役电池，迎来退役电池报废的高峰期。预计2030年，动力电池退役的市场规模将超过千亿。
三元材料(LiNixCoyMn1-x-yO2)较好地综合了镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂三种正极材料的优点，具有能量密度高、循环性能优异等特点，做为动力电池的正极材料，其所占据的市场份额越来越大。三元材料中含有大量的镍、锰、钴、锂等有价金属，而新能源产业的飞速发展导致锂离子电池原料矿产资源日益减少，制约了锂离子电池产业的良性发展，所以回收利用三元正极材料中的有价金属对于资源重复利用具有非常重要的意义；而且如果不对电池进行有效回收，废旧电池的电解液释放到环境中会危害生态系统，因此科学高效地回收废旧动力电池成为目前亟待解决的问题。
CN108539309A公开一种废旧镍钴锰酸锂正极材料的回收方法，所述方法将废旧镍钴锰酸锂电池进行拆解，将正极片进行破碎，破碎料过筛后放入还原炉内氢气还原；得到还原料用热纯水进行洗涤，得到洗涤液和洗涤渣，将洗涤液通入二氧化碳，得到碳酸氢锂溶液和氢氧化铝沉淀，氢氧化铝煅烧得到超细氧化铝，得到的碳酸氢锂经过高温分解得到电池级碳酸锂；洗涤渣加入水合肼溶液，然后加入氢氧化钠搅拌反应过滤，得到第二滤液和第二滤渣，将第二滤渣放入真空干燥箱内进行真空干燥，干燥后的物料经过筛分磁选后得到镍钴锰三元合金粉末或者直接加入酸溶解得到镍钴锰三元混合溶液，该方法能够实现全组分的分离和回收，但是过程复杂，而且不够环保。
CN109576499A公开了一种从电池电极材料浸出液中回收锂的方法，采用皂化酸性含磷萃取剂来分离三元材料金属离子溶液。该方法使用了大量的含磷溶液，对环境有较大污染。
发明内容
针对需要对废旧动力电池进行回收，而且传统回收方法复杂而且使用含磷溶液易污染环境的问题，本发明提供了一种动力电池三元材料回收的方法，其能够用于对动力电池三元材料进行回收，且回收方法相对便捷，不易污染环境。
其技术方案是这样的：一种动力电池三元材料回收的方法，其特征在于，其包括以下步骤：一、将废旧电池在质量分数为3%~4%的NaCl溶液中浸泡10h~12 h进行放电，将放电后的废旧电池烘干，然后进行破碎、筛分得到三元正极材料和碳负极材料的混合物，然后将其在400℃~450℃煅烧50min~70min，去除碳负极材料和粘结剂，得到三元正极材料粉体；
二、将三元材料粉体加入水中进行打浆处理得到打浆液，打浆液中固液质量比为1：6~1：10，向打浆液中加入浓度为4mol/L-5mol/L的乙酸浸取剂并搅拌得到浸取液，三元材料粉体与乙酸的加入比例为25 g/L -35g/L，向浸取液中加入乙酸镍、乙酸锰和乙酸钴溶液得到混合液一，再向其中加入乙醇得到混合液二，乙醇与混合液一的体积比为1:4~1:6，之后再向其中加入浓度为0.8mol/L-0.9mol/L草酸或草酸钠溶液，加入量与混合液二的体积比为1:1~1.5:1，产生镍钴锰草酸盐前驱体的共沉淀，对产生沉淀的溶液进行压滤；
三、将压滤得到的镍钴锰草酸盐前驱体干燥后加入铝源、钼源、铁源的其中之一和锂源进行球磨，然后在450℃~550℃中煅烧4 h~5 h，在800℃~850℃煅烧17h~22 h，得到再生三元材料；
四、对压滤后的溶液进行浓缩然后加入饱和碳酸钠溶液得到碳酸锂沉淀。
其进一步特征在于：
步骤二中加入乙酸浸取剂后搅拌3h~5 h；
步骤三中球磨时间为2h~3 h；
步骤三中使用马弗炉进行煅烧。
本发明的有益效果为：通过采用上述步骤能够得到再生三元材料和碳酸锂，从而实现对动力电池三元材料进行回收，而且回收方法便捷易于操作，同时操作过程中没有加入含磷溶液，不会污染环境，更为环保。
具体实施方式
一种动力电池三元材料回收的方法，其包括以下步骤：一、将废旧电池在质量分数为4%的NaCl溶液中浸泡12h进行放电，将放电后的废旧电池烘干，然后进行破碎、筛分得到三元正极材料和碳负极材料的混合物，然后将其在420℃煅烧50min，去除碳负极材料和粘结剂，得到三元正极材料粉体。
二、将三元材料粉体加入水中进行打浆处理得到打浆液，打浆液中固液质量比为1：6，向打浆液中加入5mol/L乙酸浸取剂并搅拌3h进行酸浸得到浸取液，三元材料粉体与乙酸的加入比例为25 g/L，测定镍、钴、锰三种元素的摩尔比，根据它们的摩尔量补加镍盐、锰盐、钴盐溶液，补加之后镍、钴、锰元素要达到一定的比例，满足LiNixCoyMn1-x-yO2，向浸取液中加入乙酸镍、乙酸锰和乙酸钴溶液得到混合液，再向其中加入乙醇（分析纯），乙醇与上述混合液的体积比为1:6，之后再向其中加入0.8mol/L草酸溶液，加入量与混合液的体积比为1.5:1，产生镍钴锰草酸盐前驱体的共沉淀，对产生沉淀的溶液进行压滤。
三、将压滤得到的镍钴锰草酸盐前驱体干燥后加入铝源和锂源进行球磨，球磨时间为3 h，然后使用马弗炉在550℃中煅烧4.5 h，在800℃煅烧22 h，得到掺杂的三元材料。
四、对压滤后的溶液进行浓缩然后加入饱和碳酸钠溶液得到碳酸锂沉淀。
以上，仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1. 一种动力电池三元材料回收的方法，其特征在于，其包括以下步骤：一、将废旧电池在质量分数为3%~4%的NaCl溶液中浸泡10h~12 h进行放电，将放电后的废旧电池烘干，然后进行破碎、筛分得到三元正极材料和碳负极材料的混合物，然后将其在400℃~450℃煅烧50min~70min，去除碳负极材料和粘结剂，得到三元正极材料粉体；
二、将三元正极材料粉体加入水中进行打浆处理得到打浆液，打浆液中固液质量比为1：6~1：10，向打浆液中加入浓度为4mol/L-5mol/L的乙酸浸取剂并搅拌得到浸取液，三元正极材料粉体与乙酸的加入比例为25 g/L -35g/L，向浸取液中加入乙酸镍、乙酸锰和乙酸钴溶液得到混合液一，再向其中加入乙醇得到混合液二，乙醇与混合液一的体积比为1:4~1:6，之后再向其中加入浓度为0.8mol/L-0.9mol/L草酸或草酸钠溶液，加入量与混合液二的体积比为1:1~1.5:1，产生镍钴锰草酸盐前驱体的共沉淀，对产生沉淀的溶液进行压滤；
三、将压滤得到的镍钴锰草酸盐前驱体干燥后加入铝源、钼源、铁源的其中之一和锂源进行球磨，然后在450℃~550℃中煅烧4 h~5 h，在800℃~850℃煅烧17h~22 h，得到再生三元材料；
四、对压滤后的溶液进行浓缩然后加入饱和碳酸钠溶液得到碳酸锂沉淀。
2. 根据权利要求1所述的一种动力电池三元材料回收的方法，其特征在于：步骤二中加入乙酸浸取剂后搅拌3h~5 h。
3. 根据权利要求1所述的一种动力电池三元材料回收的方法，其特征在于：步骤三中球磨时间为2h~3 h。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池三元材料回收的方法，其特征在于：步骤三中使用马弗炉进行煅烧。
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| CN108878866A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-23 | 山东理工大学 | 利用废旧锂离子电池三元正极材料制备三元材料前驱体及回收锂的方法 |
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2021
- 2021-02-03 CN CN202110144213.1A patent/CN113488713A/zh active Pending
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