一种处理废旧锂离子电池正极片提取有价金属的方法

(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 103060567 A (43)申请公布日 2013.04.24

(21)申请号 CN201210562235.0

(22)申请日 2012.12.21

(71)申请人中南大学

地址 410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号

(72)发明人胡启阳李新海王志兴郭华军彭文杰

(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所

代理人魏娟

(51)Int.CI

C22B7/00

C22B1/08

C22B3/04

H01M10/54

C22B23/00

C22B26/12

C22B47/00

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种处理废旧锂离子电池正极片提取有价金属的方法

(57)摘要

一种处理废旧锂离子电池正极片提取有价金属的方法，其特征在于，将失效锂离子电池正极片在还原剂碳的存在下，于温度450~650℃通入进行氯化处理，得到烟尘与含有价金属凝聚态氯化物的混合产物；将所述的混合产物通过水浸得到不溶于水的不溶物以及溶于水的有价金属氯化物溶液。本发明的方法具有短流程高效回收高纯度铝盐和其他有价金属化合物；且处理过程中不采用酸、碱或有机溶剂，易于环境治理。

法律状态

法律状态公告日	法律状态信息	法律状态

权利要求说明书

1.一种处理废旧锂离子电池正极片提取有价金属的方法，其特征在于，将失效锂离子电池正极片在还原剂碳的存在下，于温度450~650℃通入进行氯化处理，得到烟尘与含有价金属凝聚态氯化物的混合产物；将所述的混合产物通过水浸得到不溶于水的不溶物以及溶于水的有价金属氯化物溶液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以1.0kg失效锂离子电池正极片物料计控制通入总量1.50~1.65kg。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的氯化处理时间为20~40min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还原剂碳的加入量为所述正极片质量的 10~15%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述的烟尘经混入冷空气冷却至160~200 ℃，旋风收尘，收集固体粉尘，烟气经水洗涤、吸收、净化后排空；粉尘、洗涤液单独处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

（1）预处理：将废旧锂离子电池正极片破碎到少于5mm；加入正极片原料质量10~15% 的活性碳一起混合均匀；

（2）氯化处理：将（1）步的混合物料入炉，在作用下进行氯化处理，处理条件为：温度450~650℃；时间20~60min；按1.0kg物料计控制总量1.50~1.65kg；

（3）烟尘处理：烟尘经混入冷空气冷却至160~200℃，旋风收尘，收集固体粉尘，烟气经水洗涤、吸收、净化后排空。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述的有价金属氯化物溶液经深度除铝，得锂、钴或镍、锰混合液；对氯化物混合液进一步分离：先碳酸锂沉淀钴、镍、锰得钴、镍、锰混合碳酸盐，再用碳酸钠沉淀锂得碳酸锂；钴、镍、锰混合碳酸盐经酸溶后，用P204萃取分离提取锰，再用P507萃取分离钴、镍得锰、钴和镍的精制盐。

说明书

<p>技术领域

本发明属资源循环利用领域。具体涉及一种从锂离子电池正极片中提取有价金属的方法。

背景技术

锂离子电池是现代先进化学电源，广泛应用于消费电子产品、军工产品、航空产品、工具和运输产品等的动力能源，也是未来电动汽车首选的轻型高能动力电池，在全球具有巨大

的市场。以移动通讯为例，目前全球移动电话用户超过35亿，中国用户超过6亿，并在逐年增长。作为可充电电池，锂离子电池经过数百次充放电后（一般使用1~2年），由于膨胀变形、容量下降等导致报废，于是每年报废待处理的锂离子电池数量巨大，并将逐年大幅度增长。

锂离子电池具有与其他化学电源相似的结构，由外壳、电芯、电解液构成；构成电芯的正极片是正极材料（以Li、Co、Ni、Mn等有金属元素为主要组成的复合氧化物材料）涂覆于铝质膜上而成，负极片是负极材料（碳材料）涂覆于铜质膜上而成。常见锂离子电池芯体材料中的金属含量见下表：

表1常见锂离子电池芯体材料中的金属含量

可见，锂离子电池正极材料成了有金属材料的重要应用领域之一。大量失效废弃的锂离子电池成了Li、Co、Ni、Mn、Cu和Al等的重要二次资源。其中铜是作为电池负极的集流体材料，铝是电池正极的集流体材料，钴（镍、锰）和锂是正极活性材料的主要成分。因此，废旧锂离子电池是铜、铝、锂、钴（镍、锰）等的重要二次资源，具有比其一次资源更高的含量。

针对电池中最具价值的钴、锂和铜，把正负极分开处理最为方便。采用专门的解体分离设备，可以将电池解体，并将正、负极分离；从负极片中回收得到铜，从正极片中回收钴、锂和铝。对于目前用石墨负极材料的锂离子电池来说，负极铜和石墨的回收相对简单，用简单的高温熔炼即可达到目标。而正极片的处理相对复杂、并具有更高经济价值。

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