【CN110311186A】一种从废旧锂离子电池中回收有价元素的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910166801.8

(22)申请日 2019.03.06

(71)申请人 清华大学

地址 100084 北京市海淀区清华园北京

100084-82信箱

(72)发明人 徐盛明　王文强　

(74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限

公司 11002

代理人 王文君　陈征

(51)Int.Cl.

H01M 10/54(2006.01)

C01B 32/205(2017.01)

C22B 7/00(2006.01)

C22B 15/00(2006.01)

C22B 26/12(2006.01)

C22B 23/00(2006.01)C22B 47/00(2006.01)

(54)发明名称一种从废旧锂离子电池中回收有价元素的方法(57)摘要本发明涉及电子废弃物回收处理、资源化技术领域，具体涉及一种从废旧锂离子电池中回收有价元素的方法，该方法通过将电池预先进行放电拆解，再分别对正极极片和负极极片进行回收，所述正极极片的回收过程包括破碎、反应、分离、回收等步骤，所述负极极片的回收过程包括热处理、振动等步骤。本发明实现了对废旧锂电子电池的正极材料和负极材料的回收，且原料适用性广，不仅在不需要额外添加还原剂的情况下同步完成了过渡金属元素的还原和锂的转化，便于其后续分离回收；而且避免了正极活性物质与集流体的分离过程，大大简化了有价元素的回收

流程。权利要求书1页 说明书6页CN 110311186 A 2019.10.08

C N 110311186

A

权　利　要　求　书1/1页CN 110311186 A

1.一种从废旧锂离子电池中回收有价元素的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将废旧锂离子电池放电后进行机械破碎，得到正极极片和负极极片；

S2：将所述正极极片破碎得到正极材料粉末；将所述正极材料粉末在非氧化性气氛、400℃～750℃下进行反应，得到热反应产物；

将所述负极极片置于450～600℃下热处理后，通过机械振动得到铜箔和石墨粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2步骤中所述正极材料粉末的反应温度为400～600℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2步骤中，将所述正极材料粉末与碱盐混合后，在非氧化性气氛、300℃～750℃下进行反应，得到热反应产物；优选在300～550℃进行反应。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述S2步骤后，还包括S3：

将所述热反应产物与水或碱性溶液混合，使其中的含锂及含铝物质溶解；经固液分离后得到含锂和铝的溶液和碱浸出渣。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述S2步骤后，还包括S3’：

将所述热反应产物与水或碱性溶液和氟转化剂混合，使其中的含铝物质和氟化物得到溶解，经固液分离后得到含铝及含氟的溶液和碱浸出渣；

所述氟转化剂优选为磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾中的一种或一种以上的混合物。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的方法，其特征在于，所述所述碱盐为氢氧化钠、氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、氧化钾、过氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或一种以上的混合物。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钾、氧化钾、过氧化钾中的一种或一种以上的溶液；优选所述碱性溶液的浓度为0.1～5.0mol/L。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的方法，其特征在于，S3或S3’步骤中所述溶解在50～95℃下进行。

9.根据权利要求4～8中任一项所述的方法，其特征在于，还包括S4：

将所述碱浸出渣与酸性水溶液混合，使有价元素溶解；

优选所述酸性水溶液为盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、乙二胺四乙酸中的一种或一种以上混合物的水溶液；

优选所述碱浸出渣与所述酸性水溶液的比例为1:3～1:20。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的方法，其特征在于，所述有价元素为Li、Ni、Co以及Mn中的一种或多种；优选所述正极极片中的活性物质为LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiNi x Co y Mn1-x-y O2、LiNi x Co y Al1-x-y O2中的一种或一种以上的混合物。

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