System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种电池回收方法、催化剂和吸附剂技术_技高网

一种电池回收方法、催化剂和吸附剂技术

技术编号:43151930 阅读:0 留言:0更新日期:2024-10-29 17:51
本发明专利技术提供一种电池回收方法、催化剂和吸附剂。所述电池包括正极片,正极片包括铝元素、锂元素和过渡金属元素;电池回收方法包括以下步骤:从电池中获得所述正极片,并使其形成正极碎片;将正极碎片加入碱液中进行脱铝反应,所述脱铝反应的温度≥40℃,在脱铝反应结束后进行固液分离,分别得到含有过渡金属元素的浸渣和含有铝元素和锂元素的浸出液;对浸渣进行焙烧处理,得到含有所述过渡金属元素的功能材料;向浸出液中加入沉淀剂,并在pH小于等于11的碱性条件下进行沉淀反应,在所述沉淀反应结束后进行固液分离,分别得到锂铝双氢氧化物和滤液。本发明专利技术实现了电池中的铝元素、部分锂元素和过渡金属元素的有效分离和回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池回收方法,尤其涉及一种电池回收方法、催化剂和吸附剂,属于二次电池。


技术介绍

1、电池包括正极片、负极片、电解液和隔膜,其中,正极片包括集流体和正极涂层。现有技术中,对电池回收的研究重点主要集中在如何利用正极涂层制备以过渡金属为活性中心的催化剂等功能材料,而利用正极涂层制备上述功能材料通常需要长时间的高温煅烧及额外添加其他物料,这使功能材料的制备成本和能耗显著增加,降低了电池回收的经济效益,另外,在电池回收制备功能材料的过程中可能会释放有毒有害气体,造成环境污染。此外,锂资源不可再生,电池中锂元素的分离和回收也是研究的重点;铝也是电池回收中重要的金属资源,但是现有技术并不关注电池中铝元素的分离和回收,造成了铝资源的损失,而且当集流体含有铝元素时,在分离集流体和正极涂层时易出现铝元素分离不彻底的问题,使铝元素作为杂质随正极涂层进入制备功能材料的工序中,增大了除杂成本和难度。

2、例如,公开号为cn116315230a的专利文献公开了一种废旧锂电池高效回收镍钴锰制备电催化剂的方法,包括:正极极片热处理得到粉状正极材料和铝箔;氯化胆碱-有机酸-醇-水体系的深共晶溶剂浸出有价金属离子;加入沉淀剂水热制备含镍钴锰的电催化剂。该方法直接采用热处理法分离正极材料和铝箔,在热处理过程中,铝箔中的部分铝元素会和正极材料发生反应生成铝钴化合物和铝锂化合物,导致铝元素分离不完全,使得铝元素作为杂质进入后续的浸出工序,提高后续除杂的难度和成本,同时会造成铝金属资源的损失;此外,该方法使用的深共晶溶剂会使金属离子形成络合物,因此必须通过添加沉淀剂来进行分离,这使得上述方法的工艺流程复杂且难以扩大化生产。公开号为cn116315219a的专利文献公开了一种废旧磷酸铁锂电池回收导电剂制备碳基催化剂的方法,包括:放电、拆解分离正极材料和铝箔;正极材料研磨得到正极粉;硫酸和过氧化氢浸出,过滤;滤液回收锂;滤渣在氮气氛围下600-900℃焙烧得fe-n-p共掺杂碳催化剂。该方法采用人工拆解的方法分离正极材料和铝箔,人工成本高且效率低;此外,该方法在制备催化剂时需要高温(600-900℃)焙烧3-5小时,能耗高。公开号为cn116315211a的专利文献公开了一种利用废旧三元锂电池制备镍钴锰氧化物掺杂石墨烯催化剂的方法,包括:拆解得正极片和石墨负极;有机溶剂浸出分离正极材料和铝箔;真空干燥10小时去除有机溶剂;酸和过氧化氢浸出有价金属;调节体系ph过滤得含锂滤液和镍钴锰的氢氧化物滤渣;滤渣煅烧得到镍钴锰氧化物粉末;利用hummers氧化法将石墨负极转化为氧化石墨;氧化石墨和镍钴锰氧化物粉末混合煅烧,得镍钴锰氧化物掺杂石墨烯催化剂。该方法使用有机溶剂浸出分离正极材料和铝箔,需要额外增加真空干燥程序去除有机溶剂,使工艺成本和能耗增高;而且该方法包括有机溶剂浸泡1.5h、真空干燥10h、酸浸10h、低温煅烧15h、高温煅烧15h、混合煅烧5-8h等过程,工艺复杂、耗时长、成本及能耗均过高。公开号为cn117577986a的专利文献公开了一种退役锂电池正极材料的回收再利用方法,具体包括如下步骤:酸浸;高温退火处理(550-650℃);退役锂电池与硫化活性剂在惰性气氛下进行硫化处理,得到多相金属硫化物;将所得金属硫化物浸入去离子水中,过滤,滤液通入过量co2制备得碳酸锂;滤渣干燥得双功能氧催化剂。该方法在预处理阶段未实现正极材料和铝箔的分离,直接酸浸会使铝进入浸出液,影响后续处理效率;此外,该方法的关键工序是硫化处理,需要添加硫化活性剂,过程中会产生含硫有害气体,污染环境,影响人体健康。

3、由此可见,一种将电池中铝元素、部分锂元素和过渡金属元素进行有效分离并分别进行回收利用的电池回收方法是较为缺乏的。


技术实现思路

1、本专利技术提供一种电池回收方法、催化剂和吸附剂,将电池中的铝元素、部分锂元素和过渡金属元素进行有效分离和回收利用,解决了现有技术存在的缺陷。

2、本专利技术提供一种电池回收方法,所述电池包括正极片,所述正极片包括铝元素、锂元素和过渡金属元素;所述电池回收方法包括以下步骤:从电池中获得所述正极片,并使其形成正极碎片;将所述正极碎片加入碱液中进行脱铝反应,所述脱铝反应的温度≥40℃,在所述脱铝反应结束后进行固液分离,分别得到含有所述过渡金属元素的浸渣和含有所述铝元素和所述锂元素的浸出液;对所述浸渣进行焙烧处理,得到含有所述过渡金属元素的第一功能材料;向所述浸出液中加入沉淀剂,并在ph小于等于11的碱性条件下进行沉淀反应,在所述沉淀反应结束后进行固液分离,分别得到含有所述铝元素和所述锂元素的第二功能材料和滤液。

3、可选地,所述沉淀剂包括二氧化碳和/或盐酸;和/或,向所述浸出液中加入沉淀剂的过程包括:向所述浸出液中通入二氧化碳,所述二氧化碳的通入速度为0.5~1.5l/l/min;和/或,所述沉淀反应在转速为100~300r/min的搅拌状态下进行;和/或,所述沉淀反应的温度为25~50℃;和/或,向所述浸出液中加入沉淀剂,并在ph=10~11的条件下进行沉淀反应,在所述沉淀反应结束后进行固液分离,分别得到含有所述铝元素和所述锂元素的第二功能材料和滤液。

4、可选地,所述碱液中的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种;和/或,所述碱液中的碱的质量分数为10~25%,所述正极碎片和所述碱液的质量比为1:(3~20);和/或,所述脱铝反应的温度为40~95℃;和/或,所述脱铝反应的时间为10~60min。

5、可选地,还包括:将所述滤液返回所述碱液中参与所述脱铝反应。

6、可选地,所述正极碎片的尺寸满足:所述正极碎片通过100~200目筛;和/或,所述从电池中获得所述正极片,并使其形成正极碎片,具体包括:将所述电池依次进行放电、拆解,获得所述正极片;对所述正极片进行破碎,得到所述正极碎片。

7、可选地,所述焙烧处理的温度为400~600℃、时间为2~5h。

8、可选地,所述正极片包括集流体和位于所述集流体至少一侧表面的正极涂层,所述集流体包括铝箔,所述铝箔包括所述铝元素,所述正极涂层包括所述锂元素和所述过渡金属元素。

9、可选地,所述正极涂层包括正极活性物质,所述正极活性物质包括镍钴锰三元材料、钴酸锂、锰酸锂中的一种或多种。

10、本专利技术还提供一种催化剂,包括按照上述电池回收方法得到的所述第一功能材料。

11、本专利技术还提供一种吸附剂,包括按照上述电池回收方法得到的所述第二功能材料。

12、本专利技术提供的一种电池回收方法、催化剂和吸附剂,将正极碎片加入碱液中进行脱铝反应,正极碎片中的铝元素和部分锂元素同时溶解于碱液中,使正极碎片中的铝元素、部分锂元素和过渡金属元素有效分离,然后将浸出液在沉淀剂的作用下进行沉淀反应,使浸出的铝元素和部分锂元素发生共沉淀,得到含有铝元素和锂元素的第二功能材料,实现铝元素和部分锂元素的回收和利用。此外,通过对含有过渡金属元素的浸渣进行焙烧处理,得到含有过渡金属元本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池回收方法,其特征在于,所述电池包括正极片,所述正极片包括铝元素、锂元素和过渡金属元素;所述电池回收方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,还包括:将所述滤液返回所述碱液中参与所述脱铝反应。

5.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,所述正极碎片的尺寸满足:所述正极碎片通过100~200目筛;

6.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,所述正极片包括集流体和位于所述集流体至少一侧表面的正极涂层,所述集流体包括铝箔,所述铝箔包括所述铝元素,所述正极涂层包括所述锂元素和所述过渡金属元素。

8.根据权利要求7所述的电池回收方法,其特征在于,所述正极涂层包括正极活性物质,所述正极活性物质包括镍钴锰三元材料、钴酸锂、锰酸锂中的一种或多种。

9.一种催化剂,其特征在于,包括按照权利要求1-8任一项所述的电池回收方法得到的所述第一功能材料。

10.一种吸附剂,其特征在于,包括按照权利要求1-8任一项所述的电池回收方法得到的所述第二功能材料。

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【技术特征摘要】

1.一种电池回收方法,其特征在于,所述电池包括正极片,所述正极片包括铝元素、锂元素和过渡金属元素;所述电池回收方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,还包括:将所述滤液返回所述碱液中参与所述脱铝反应。

5.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,所述正极碎片的尺寸满足:所述正极碎片通过100~200目筛;

6.根据权利要求1所述的电池回收方法,其特征在于,

7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:李圣洁王本平胡平平谭江豪邓龙平申屠华剑苗书凯周晨晨
申请(专利权)人:宁波容百新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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