(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103474718 A (43)申请公布日 2013.12.25 |
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(21)申请号 CN201310379410.7
(22)申请日 2013.08.27
(71)申请人 华中科技大学武昌分校
地址 430064 湖北省武汉市洪山区狮子山街南李路22号
(72)发明人 郑莹 刘建文 王梦 杨洋 刘禹 梅雅丽
(74)专利代理机构 华中科技大学专利中心
代理人 朱仁玲
(51)Int.CI
H01M10/54
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种从锂电池正极材料中回收钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）去除所述正极材料上的铝箔，得到含有钴酸锂的黑固体物质，将该黑固体物质焙烧，得到钴酸锂粉末；（2）称取钴酸锂粉末按固液比20～30:1g/L加入119～240g/L的柠檬酸，按摩尔比2:1～1.05加入质量分数为30%的双氧水，在80～90℃下搅拌浸出5～7h，过滤得到含钴的滤液；（3）向滤液中加入草酸铵溶液，得到草酸钴沉淀；（4）将草酸钴沉淀干燥后，按钴与锂的摩尔比1:1～1.05加入碳酸锂粉末，研磨均匀后，在800～850℃下焙烧6～8h，得到可直接作为电极材料使用的钴酸锂粉末。该方法容易操作，设备简单，回收率高，废液容易处理，能有效降低废旧锂电池给环境带来的污染。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种从锂电池正极材料中回收钴的方法，其特征在于，包括以下步 骤：
（1）预处理：去除所述正极材料上的铝箔，得到含有钴酸锂的黑固 体物质，将该黑固体物质焙烧，得到钴酸锂粉末；
（2）称取步骤（1）中制备的钴酸锂粉末按固液比20～30:1g/L加入 119～240g/L的柠檬酸，按摩尔比2:1～1.05加入质量分数为30%的双氧水， 在80～90℃下搅拌浸出5～7h，过滤得到含钴的滤液；
（3）向步骤（2）中制得的滤液中加入草酸铵溶液，得到草酸钴沉淀；
（4）将步骤（3）中制得的草酸钴沉淀干燥后，按钴与锂的摩尔比 1:1～1.05加入碳酸锂粉末，研磨均匀后，在800～850℃下焙烧6～8h，得到 可直接作为电极材料使用的钴酸锂粉末。
2.如权利要求1所述的从锂电池正极材料中回收钴的方法，其特征在 于，所述步骤（1）中，所述预处理包括以下步骤：
（1-1）将废旧锂电池放电，进行物理拆卸得到铝箔上负载有钴酸锂的 正极材料；
（1-2）取步骤（1-1）中铝箔上负载有钴酸锂的正极材料按固液比 1:10～20g/ml加入二甲基乙酰胺，在30～60℃下浸泡5～15min，过滤，去除 铝箔得到含有钴酸锂的黑固体物质；
（1-3）将步骤（1-2）中含有钴酸锂的黑固体物质在600～700℃下焙 烧1～2h，研磨得到较纯净的钴酸锂粉末。
3.如权利要求2所述的从锂电池正极材料中回收钴的方法，其特征在 于，所述步骤（1-
2）中，按固液比1:12～20g/ml加入二甲基乙酰胺。
4.如权利要求1至3中任一项所述的从锂电池正极材料中回收钴的方 法，其特征在于，所述步骤（2）中，按固液比25～30:1g/L加入175～240g/L 的柠檬酸。
5.一种用如权利要求1至4中任一项所述的从锂电池正极材料中回收 钴的方法得到的钴酸锂粉末。
说 明 书
<p>技术领域
本发明属于废旧动力电池回收技术领域，更具体地，涉及一种从锂电 池正极材料中回收钴的方法。
背景技术
锂电池具有能量密度高、重量轻、体积小、循环寿命长和无记忆等特 点，在手机、笔记本电脑和相机等便携式电子设备以及汽车、航天和医疗 等设备中均有广泛的应用。锂电池经过几百次的充放电，电极材料会发生 膨胀、收缩，活性物质的性能也将发生变化，这就导致电池容量的下降， 甚至电池报废。
随着锂电池应用越来越广泛，产生了越来越多的报废锂电池，虽然相 对于一次电池，锂离子电池对环境的影响相对较小，但是锂电池的正负极 材料、电解液等物质对环境和人类健康还是有很大危害。目前商业化的锂 电池正极材料为钴酸锂，钴作为伴生矿金属，正面临着资源短缺的困境， 废锂电池是一种含钴量较高的工业垃圾品。因此，回收锂电池中的钴，对 减少废旧锂电池对环境造成的污染、缓解钴资源匮乏具有重要意义。
现有的从锂电池中回收钴的方法包括：（1）将电池进行简单拆分处理 后直接煅烧；（2）使用强酸强碱对电极材料进行处理。前者能耗高，在焚 烧过程中产生二噁英、粉尘和重金属污染，对焚烧设备要求也高；后者产 生的强酸强碱废液对设备的要求高，废液不容易处理，容易产生二次污染， 不适用于工业化回收。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种从锂电池正 极材料中回收钴的方法，该方法容易操作，设备简单，回收率高，废液容 易处理，能有效降低废旧锂电池给环境带来的污染。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种从锂电池正极 材料中回收钴的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）预处理：去除所 述正极材料上的铝箔，得到含有钴酸锂的黑固体物质，将该黑固体物 质焙烧，得到钴酸锂粉末；（2）称取步骤（1）中制备的钴酸锂粉末按固 液比20～30:1g/L加入119～240g/L的柠檬酸，按摩尔比2:1～1.05加入质量分 数为30%的双氧水，在80～90℃下搅拌浸出5～7h，过滤得到含钴的滤液； （3）向步骤（2）中制得的滤液中加入草酸铵溶液，得到草酸钴沉淀；（4） 将步骤（3）中制得的草酸钴沉淀干燥后，按钴与锂的摩尔比1:1～1.05加入 碳酸锂粉末，研磨均匀后，在800～850℃下焙烧6～8h，得到可直接作为电 极材料使用的钴酸锂粉末。
优选地，所述步骤（1）中，所述预处理包括以下步骤：（1-1）将废旧 锂电池放电，进行物理拆卸得到铝箔上负载有钴酸锂的正极材料；（1-2） 取步骤（1-1）中铝箔上负载
有钴酸锂的正极材料按固液比1:10～20g/ml加 入二甲基乙酰胺，在30～60℃下浸泡5～15min，过滤，去除铝箔得到含有钴 酸锂的黑固体物质；（1-3）将步骤（1-2）中含有钴酸锂的黑固体物质 在600～700℃下焙烧1～2h，研磨得到较纯净的钴酸锂粉末。
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