【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池，具体涉及一种废旧三元锂离子电池回收的方法。
技术介绍
1、随着我国新能源汽车产业的发展，以及行业内对电动汽车续航里程的要求，具有高能量密度的三元材料获得了广泛应用。
2、随着三元锂离子市场份额的快速增长，退役三元锂离子电池出现了爆发式增长，因此，回收三元锂离子电池电极材料成了电池行业新的关注热点。锂离子电池，特别是新能源汽车的动力电池寿命通常为三到五年，且三元锂离子电池中的co、li和ni都是较高价值的金属。因此，对退役后的动力电池进行回收再利用，将会产生可观的经济价值及社会价值。
3、目前，废旧三元锂离子电池回收主要包括火法冶金和湿法冶金。湿法冶金工艺主要使用无机酸、有机酸、氨碱等试剂将预处理后的正极活性材料的有价金属浸出到溶液中，然后通过沉淀法、萃取法等分离出其中的有价金属，相比火法冶金法，湿法冶金具有金属回收率高、产品纯度高、能耗低、排放少等优点。因此，湿法冶金工艺是目前回收废旧锂离子电池中比较成熟且应用广泛的工艺方法。但无论是火法冶金还是湿法冶金，如何分离出镍、钴、锰等金属依旧是回收废旧三元锂离子电池的关键，也是回收的难点。
4、专利文献cn112239232a采用h2so4和h2o2体系浸出正极材料，除去母液中的杂质后，用氨水和氢氧化钠作为络合剂，调节母液ph值和金属离子浓度，通过沉淀法制得三元正极材料前驱体。该方法制得三元材料纯度不高，组装电池后循环和倍率性能不好，存在一定缺陷。专利文献cn114381601a采用h2so4和活性炭体系浸出正极材料，获得的浸出
5、而且，对于湿法冶金而言，前处理以及酸浸过程中会有少量废气(so2、cl2等)排出，酸液不仅腐蚀设备，后期废酸还需要处理等。
6、因此，开发一种适用于湿法回收工艺的金属回收率高、产品纯度更高的回收废旧三元锂离子电池的方法十分必要，也将为退役三元锂离子电池回收与再利用提供新的方向和思路。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种废旧三元锂离子电池回收的方法，该方法具有工艺流程更简单、回收率更高、产品纯度更高的特点。
2、基于上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种废旧三元锂离子电池回收的方法，包括以下步骤：
4、(1)预处理：将废旧三元锂离子电池拆解获得正极片、负极片和隔膜，负极片和隔膜处理干净后回收，正极片经400-500℃煅烧2h，自然冷却，取出正极片，加入适量水超声10min，使正极粉体和铝箔分离，收集正极粉体；
5、(2)浸出：对步骤(1)预处理得到的正极粉体采用h2so4和h2o2体系浸出处理得到酸浸液；本步骤中，浸出温度80-90℃，浸出时间为1.5-2h，浸出过程正极粉体与h2so4固液比为10～100g/l；所述h2so4的浓度为1.5-2.5mol/l、h2o2的体积分数4～10％；
6、(3)深处理：对步骤(2)浸出得到的酸浸液依次采用高锰酸钾、丁二酮肟、naoh和饱和碳酸钠进行分步沉淀，依次获得锰、镍、钴、锂金属化合物。
7、优选的，步骤(1)中，采用马弗炉煅烧，煅烧前先将正极片剪成(2-3)cm*(2-3)cm的尺寸大小，煅烧产生的尾气采用活性炭柱子进行吸附处理。
8、优选的，步骤(1)中，对电池拆解前先进行放电处理，确保电压低于2.0v。
9、优选的，步骤(1)中，负极片、隔膜用水冲洗干净后极和电池壳一起回收处理。
10、优选的，步骤(3)中，分步沉淀的具体操作为：
11、第一步：先采用高锰酸钾沉淀锰离子得到mno2沉淀；沉淀时间30-60min，沉淀温度40～50℃，沉淀ph＝2-3，其中，高锰酸钾和锰离子的摩尔比＝(1.5～2):1；
12、第二步：再采用丁二酮肟dmg沉淀镍离子得到镍络合物沉淀，沉淀时间30-60min、温度40～50℃、ph＝8-9、dmg和镍离子摩尔比＝(2～2.5):1；
13、第三步：采用naoh沉淀钴离子得到co(oh)2沉淀；沉淀时间30分钟、沉淀温度40℃～50℃、沉淀ph＝11-12、naoh和钴离子摩尔比＝2～2.5:1；
14、第四步：用饱和碳酸钠沉淀锂离子得到li2co3；沉淀时间30～60min、沉淀温度40～50℃、沉淀ph＝11-12、na2co3和锂离子摩尔比＝1:1.5～2。
15、本专利技术提供的废旧三元锂离子电池回收的方法，在酸浸过程中，单独用h2so4浸出三元正极粉体时，浸出率较低，在80％以下，当适当添加h2o2后，三元正极粉体的浸出率得到了大幅提高。通过实验表明当h2so4浓度在2～3mol/l、h2o2体积分数在5～10％时，三元正极粉体总的浸出率达到了96％以上。深处理时，分别选择高锰酸钾、丁二酮肟、naoh和饱和碳酸钠对锰、镍、钴、锂离子进行分步沉淀，能获得很高纯度的锰、镍、钴、锂金属化合物；在ph＝3左右条件下锰离子能更好的沉淀，当ph逐渐增大时伴随有镍离子的析出，致使锰离子沉淀不完全；丁二酮肟与镍离子的反应与ph有关，只有在ph＝8左右时，能与镍离子形成螯合物沉淀；钴和锂在强碱性条件下能形成更好的沉淀。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、1、酸浸过程中通过改变h2so4的摩尔体积和h2o2的体积分数，优化了酸浸过程，提高了锂、镍、钴、锰的浸出率，使锂、镍、钴、锰总的浸出率达到了98％以上；沉淀金属离子时，通过改变温度和ph值以及其他的条件，提高了锂、镍、钴、锰金属的回收率，达到最大的回收效果，回收率都在95％以上；
18、2、在预处理过程中，通过增加尾气吸附装置，减少了废气的排放，使用煅烧的方法比有机溶剂浸泡缩短了处理时间，减少了有机溶剂的污染。
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1.一种废旧三元锂离子电池回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废旧三元锂离子电池回收的方法，其特征在于，步骤(1)中，采用马弗炉煅烧，煅烧前先将正极片剪成(2-3)cm*(2-3)cm的尺寸大小，煅烧产生的尾气采用活性炭柱子进行吸附处理。
3.根据权利要求1所述的废旧三元锂离子电池回收的方法，其特征在于，步骤(1)中，对电池拆解前先进行放电处理，确保电压低于2.0V。
4.根据权利要求1所述的废旧三元锂离子电池回收的方法，其特征在于，步骤(1)中，负极片、隔膜用水冲洗干净后极和电池壳一起回收处理。
5.根据权利要求1所述的废旧三元锂离子电池回收的方法，其特征在于，步骤(3)中，分步沉淀的具体操作为：
【技术特征摘要】
1.一种废旧三元锂离子电池回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废旧三元锂离子电池回收的方法，其特征在于，步骤(1)中，采用马弗炉煅烧，煅烧前先将正极片剪成(2-3)cm*(2-3)cm的尺寸大小，煅烧产生的尾气采用活性炭柱子进行吸附处理。
3.根据权利要求1所述的废旧三元锂离子电池回收的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭育飞，孙强，杨涛，万烨，常欣，张惠治，曹轲，胡艳艳，
申请(专利权)人：洛阳中硅高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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