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从废旧锂离子电池中提锂的方法及其应用与流程

921   编辑:中冶有色技术网   来源:威立雅新能源科技(江门)有限公司  
2023-10-24 11:35:04
从废旧锂离子电池中提锂的方法及其应用与流程

1.本发明涉及废旧电池回收技术领域,尤其涉及从锂离子电池中提取锂的方法及其应用。

背景技术:

2.按照中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,到2030年,新能源汽车销量占汽车总销量的比例将上升至40%左右。于2035年,新能源汽车将占汽车总销量的50%以上。与之伴随的是,大量废旧锂离子电池的产生,将对我国乃至全世界的电子废弃物处理和环境保护提出了严峻的挑战。一方面,废旧锂离子电池中含有有毒易燃电解质、重金属等有害组分,若处理不当会引发严重的水体和土壤污染,甚至引发火灾、爆炸等安全事故;另一方面,废旧锂离子电池中含有大量的锂、钴、镍、锰、铜、铝等金属资源,如能实现电池元素的高效循环,可在很大程度上缓解我国在钴、锂等资源短缺的窘境。

3.虽然现有技术中存在一些锂离子电池的回收利用方法,但其一般均为酸或碱浸出工艺制备碳酸锂或氢氧化锂等产品,且现有锂离子溶解过程中酸溶会导致部分co、ni、mn、cu等杂质溶出;碱溶会导致al离子溶解增多,造成富锂溶液中杂质偏高;例如:cn110498434a《一种锂离子电池正极活性材料的回收方法及其应用》此专利虽然用低酸溶液控制最终富锂溶液中杂质不高,但是从其工艺过程看相对复杂,控制点较多,实际应用时工作强度大。同时,现有的这些方法提取得到的产品附加值均较低。

4.因此,开发一种操作简单、流程短、污染少、回收率高的从废旧锂离子电池中提取锂的技术,对于锂电池回收行业及锂电池产业的循环发展,具有重要意义。

技术实现要素:

5.针对现有技术的不足,本发明提出从锂离子电池中提取锂的方法及其应用。本发明通过向经破碎分选后的电池黑粉中加入炭,在热脱附有机物和碳化胶粘剂的过程中,控制体系的碳锂比例、热脱附温度和时间,实现对电池黑粉中锂元素的选择性置换。本发明流程短、操作简单,设备投资小。

6.在本说明书中,“约”定义为数值点附近

±

5%。

7.具体的,本发明通过下述方法实现:

8.一方面,本发明提供从废旧锂离子电池中提锂的方法,所述方法包括以下步骤:

9.将电池黑粉与炭混合、研磨和热脱附;

10.将热脱附后的产物水浸、过滤得到含锂水溶液;

11.用钠盐调节含锂水溶液的ph、浓缩、过滤得到碳酸锂产物。

12.具体的,所述方法包括以下步骤:

13.将电池黑粉与300-500目炭粉混合,研磨40-80分钟,并在隔绝空气的条件下在300-1000℃下热脱附30-600分钟;

14.向热脱附后的产物加入去离子水,水的量按滤渣:水=1:8-20的重量比,水浸、调

浆、过滤得到含锂水溶液;

15.用钠盐调节含锂水溶液的ph值为11-13,加热至80-100℃浓缩,碳酸锂析出,过滤得到固体碳酸锂产物。

16.其进一步技术方案为,电池黑粉为回收的含镍锂电池经过放电、破碎、筛分、分选除去铁、铝、铜后剩下的含镍、钴、锰和锂氧化物正极粉和石墨负极粉的粉体;电池黑粉的粒径为能过100目筛。

17.其进一步技术方案为,将电池黑粉与炭混合,电池黑粉中的锂与炭的摩尔比为1:0.1-3,所用炭为活性炭粉。

18.活性炭粉以碳元素为主,属于无定型碳,其为非晶体,具有密度小、比表面积大的优点,同时其化学性质活泼,具有完全还原性能,发生化学吸附和反应的可能性更高;其次,活性炭来源广泛,可直接通过木材等碳化得到。而石墨作为碳的另一种表现形式,其化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应,其在800℃以上才具有还原性,而且石墨主要是天然生成或由炭黑在惰性气体保护下,在2700℃生成,其来源受限。因此,本发明采用化学性质更加活泼且来源更加广泛的活性炭作为提取剂。

19.其更进一步技术方案为,将电池黑粉与炭混合,电池黑粉中的锂与炭的摩尔比为1:0.2-2.5。通过发挥活性炭粉的还原性质,合理控制碳锂比例,能够实现较高的锂回收率。

20.具体的,电池黑粉中的锂与炭的摩尔为1:0.3-2、1:0.3-1.5、1:0.4-1、1:0.5-1、1:0.6-1、1:0.7-1,更具体的,电池黑粉中的锂与炭的摩尔为1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5或1:3。

21.其进一步技术方案为,将电池黑粉与炭混合、研磨和热脱附,热脱附温度为300-1000℃,热脱附时间为30-600分钟。

22.其更进一步技术方案为,将电池黑粉与炭混合、研磨和热脱附,热脱附温度为650-750℃,热脱附时间为90-240分钟。

23.具体的,热脱附温度为400-900℃、450-850℃、500-800℃、550-750℃、600-700℃、650-750℃,更具体的,热脱附温度为约300℃、约400℃、约450℃、约500℃、约550℃、约600℃、约650℃、约700℃、约750℃、约800℃、约900℃或约1000℃。

24.具体的,热脱附时间为60-540分钟、90-480分钟、120-420分钟、150-360分钟、180-300分钟、210-270分钟,更具体的,热脱附时间为约30分钟、约60分钟、约90分钟、约120分钟、约150分钟、约180分钟、约210分钟、约240分钟、约270分钟、约300分钟、约360分钟、约420分钟、约480分钟、约540分钟或约600分钟。

25.其进一步技术方案为,将电池黑粉与炭混合、研磨和热脱附,所述热脱附是在保护气体下进行的,保护气体为氮气、氦气或氖气。加入保护性气体,可以提高对锂的置换,同时还可以阻遏镍钴锰等元素的氧化,有利于降低湿法冶金段的成本,减少污染和能耗。

26.其进一步技术方案为,用钠盐调节含锂水溶液的ph为11-13,加热至80-100℃浓缩、过滤得到碳酸锂产物。

27.具体的,用钠盐调节含锂水溶液的ph值约为11、约为12或约为13。

28.具体的,加热浓缩的温度可以为85-100℃、90-100℃或85-90℃,优选的,加热浓缩的温度为约80℃、约85℃、约90℃、约95℃或约100℃。

29.其更进一步技术方案为,所述钠盐为碳酸钠或碳酸氢钠,所用钠盐均为分析纯。利

用碳酸根的钠盐固体调节含锂水溶液的ph值为碱性,而镍钴锰的氧化物在碱性溶液中的不溶解性,从而可以使得到的锂盐纯度达到工业级。

30.另一方面,本发明提供了一种碳酸锂,其通过上述从废旧锂离子电池中提取锂的方法提取得到。

31.再一方面,本发明提供了一种锂离子电池,其包含前述的碳酸锂。

32.通过本发明的技术方案,具有以下有益效果:锂的回收流程短、操作简单、回收率高;采用活性炭粉为提取剂,通过热脱附提取锂,破坏了金属氧化物的晶格结构,有利于下游湿法冶金企业对正极材料的溶解,不需要再添加额外添加剂;只加入活性炭粉,主产线流程不再加入其他化学物质,无新的“三废”排放,没有二次污染。

33.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显。

附图说明

34.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明,其中:

35.图1为本发明回收锂的工艺流程图。

具体实施方式

36.下面详细描述本发明的实施例,下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

37.在本实验中主要设备:4-10tp陶瓷纤维马弗炉(上海慧泰仪器制造有限公司);x85-2s恒温磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司);avio 500icp-oes(珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司);fe28酸度计(梅特勒托利多)。

38.元素含量测试依据gb/t 11075-2013标准进行。

39.实验中回收率是通过计算(实际得到的锂质量+母液中锂的质量)/原料中锂理论回收的质量。

40.表1原料电池中各元素含量

[0041][0042]

实施例1

[0043]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.015g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:0.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于700℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物1.723g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表2所示。

[0044]

表2

[0045][0046]

从表2中可以看出,在700℃下,锂离子:碳=1:0.5的摩尔比时,锂的总提取率为78.52%。

[0047]

实施例2

[0048]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.021g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于700℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物1.988g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表3所示。

[0049]

表3

[0050][0051]

从表3中可以看出,在700℃下,锂离子:碳=1:1的摩尔比时,锂的总提取率为85.33%。

[0052]

实施例3

[0053]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.024g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于700℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.344g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表4所示。

[0054]

表4

[0055][0056]

从表4中可以看出,在700℃下,锂离子:碳=1:1.5的摩尔比时,锂的总提取率为96.83%。

[0057]

实施例4

[0058]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活

性炭粉为提取剂,称取19.984g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:2的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于700℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.366g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表5所示。

[0059]

表5

[0060][0061]

从表5中可以看出,在700℃下,锂离子:碳=1:2的摩尔比时,锂的总提取率为96.57%。

[0062]

实施例5

[0063]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.027g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:2.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于700℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.415g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表6所示。

[0064]

表6

[0065][0066]

从表6中可以看出,在700℃下,锂离子:碳=1:2.5的摩尔比时,锂的总提取率为95.88%。

[0067]

实施例6

[0068]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.022g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于600℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物1.283g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表7所示。

[0069]

表7

[0070][0071]

从表7中可以看出,在锂离子:碳=1:1.5的摩尔比下,在600℃下,锂的总提取率为63.77%。

[0072]

实施例7

[0073]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.013g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于650℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物1.580g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表8所示。

[0074]

表8

[0075][0076]

从表8中可以看出,在锂离子:碳=1:1.5的摩尔比下,在650℃下,锂的总提取率为74.83%。

[0077]

实施例8

[0078]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.014g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于710℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.539g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表9所示。

[0079]

表9

[0080][0081]

从表9中可以看出,在锂离子:碳=1:1.5的摩尔比下,在710℃下,锂的总提取率为97.84%。

[0082]

实施例9

[0083]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.015g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5

的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于750℃热脱附180分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.160g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表10所示。

[0084]

表10

[0085][0086]

从表10中可以看出,在锂离子:碳=1:1.5的摩尔比下,在750℃下,锂的总提取率为87.59%。

[0087]

实施例10

[0088]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.024g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于710℃热脱附30分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物1.075g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表11所示。

[0089]

表11

[0090][0091]

从表11中可以看出,在710℃下,热脱附30分钟,锂的总提取率为59.17%。

[0092]

实施例11

[0093]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取19.994g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于710℃热脱附60分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物1.804g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表12所示。

[0094]

表12

[0095]

[0096]

从表12中可以看出,在710℃下,热脱附60分钟,锂的总提取率为78.73%。

[0097]

实施例12

[0098]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.002g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于710℃热脱附90分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.189g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表13所示。

[0099]

表13

[0100][0101]

从表13中可以看出,在710℃下,热脱附90分钟,锂的总提取率为89.87%。

[0102]

实施例13

[0103]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.017g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于710℃热脱附150分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.498g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表14所示。

[0104]

表14

[0105][0106]

从表14中可以看出,在710℃下,热脱附150分钟,锂的总提取率为98.17%。

[0107]

实施例14

[0108]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),电池中总锂按3.40%计算,以400目活性炭粉为提取剂,称取20.012g黑粉及活性炭粉(活性炭粉的量按黑粉中锂离子:碳=1:1.5的摩尔比)混合研磨60分钟,将研磨后的混合料在氮气保护气氛下,在管式炉中于710℃热脱附240分钟,向冷却后的热脱附产物中加入300ml去离子水,在磁力搅拌器上500rpm常温搅拌3小时,使物料中的溶解物充分溶解后,过滤得到含锂水溶液,用碳酸钠固体(分析纯)调节含锂水溶液的ph值为11.5,加热至90℃浓缩含锂水溶液,固液分离,洗涤得到碳酸锂产物2.457g,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表15所示。

[0109]

表15

[0110][0111]

从表15中可以看出,在710℃下,热脱附240分钟,锂的总提取率为97.93%。

[0112]

对比例1

[0113]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),不加活性炭粉,电池中总锂按3.40%计算,称取5份物料,在抽真空的条件下分别在500℃、550℃、600℃、650℃和700℃下热脱附3小时,将热脱附后的产物在通入co2的条件下进行水浸,每升溶液co2的通入速度为800ml/min,水浸固液比为200g/l,水浸温度为45℃,将水浸液加热,蒸发结晶,过滤洗涤得到碳酸锂产物,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表16所示。

[0114]

表16

[0115][0116][0117]

从表16可以看出,在抽真空的条件下,锂的浸出率在700℃时最高,浸出率为48.57%。

[0118]

对比例2

[0119]

以回收的三元锂电池为原料(成分见表1),不加活性炭粉,电池中总锂按3.40%计算,称取5份物料,在氮气保护气体下分别在500℃、550℃、600℃、650℃和700℃下热脱附3小时,将热脱附后的产物在通入co2的条件下进行水浸,每升溶液co2的通入速度为800ml/min,水浸固液比为200g/l,水浸温度为47℃,将水浸液加热,蒸发结晶,过滤洗涤得到碳酸锂产物,用icp测试碳酸锂产物及滤液中的元素含量,结果如表17所示。

[0120]

表17

[0121][0122]

从表17可以看出,在氮气其他保护下,锂的浸出率在700℃时最高,浸出率为55.01%。

[0123]

从对比例1和对比例2中可以看出,利用电池黑粉中自带的石墨及粘结剂作为还原剂,是可以提取得到碳酸锂,但其提取率较低。由于石墨发挥还原作用的条件非常苛刻(在800℃才有还原作用),而电池粘结剂在隔绝空气下碳化,其具有一定的还原作用,但粘结剂在电池中占的比例很小,还不足以完全破坏正极材料的结构,因此导致锂的提取率低。

[0124]

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。技术特征:

1.从废旧锂离子电池中提锂的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将电池黑粉与炭混合、研磨和热脱附;将热脱附后的产物水浸、过滤得到含锂水溶液;用钠盐调节含锂水溶液的ph、浓缩、过滤得到碳酸锂产物。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电池黑粉为回收的含镍锂电池经过放电、破碎、筛分、分选除去铁、铝、铜后剩下的含镍氧化物、钴氧化物、锰氧化物和锂氧化物正极粉以及石墨负极粉的粉体。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,混合时,电池黑粉中的锂与炭的摩尔比为1:0.1-3,所用炭为活性炭粉。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,热脱附温度为300-1000℃,热脱附时间为30-600分钟。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,热脱附温度为650-750℃,热脱附时间为90-240分钟。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,热脱附是在保护气体下进行的,保护气体为氮气、氦气或氖气。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,用钠盐调节含锂水溶液的ph值为11-13、加热至80-100℃浓缩、过滤得到碳酸锂产物。8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述钠盐为碳酸钠或碳酸氢钠。9.一种碳酸锂,其特征在于,其通过权利要求1-8任一项所述的方法提取得到。10.一种锂离子电池,其特征在于,包含权利要求9所述的碳酸锂。

技术总结

本发明公开了一种从废旧锂离子电池中提锂的方法,所述方法包括以下步骤:将电池黑粉与炭混合、研磨和热脱附;将热脱附后的产物水浸、过滤得到含锂水溶液;用钠盐调节含锂水溶液的pH、浓缩、过滤得到碳酸锂产物。本发明从废旧锂离子电池中提锂的方法,具有锂的回收流程短、操作简单、回收率高;采用活性炭粉为提取剂,通过热脱附提取锂,破坏了金属氧化物的晶格结构,有利于下游湿法冶金企业对正极材料的溶解,不需要再添加额外添加剂;只加入活性炭粉,主产线流程不再加入其他化学物质,无新的“三废”排放,没有二次污染。没有二次污染。没有二次污染。

技术研发人员:谢经芝 肖义兵 邓慧玲 刘献华 黄登坡

受保护的技术使用者:威立雅新能源科技(江门)有限公司

技术研发日:2021.12.22

技术公布日:2022/4/20
声明:
“从废旧锂离子电池中提锂的方法及其应用与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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