【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废旧锂离子电池回收，具体是废旧锂离子电池中锂的提纯方法。
技术介绍
1、锂离子电池因其能量密度高、使用寿命长、稳定性好等优点，近年来被广泛的应用各种电子设备中，大量的应用必将会导致大量的废旧锂离子电池的产生，如不进行有效的回收，对资源和人类社会生活产生了巨大的影响。如电池中的塑料成分和有毒电解质，会引起有害的土壤污染，以及废旧锂离子电池中大量有价金属的流失导致自然资源的紧缺。因此，废旧锂离子的回收已经引起了广泛的关注。
2、废旧正极片中的有价金属因其附加值高成为目前研究者及企业的关注的焦点。关于废旧锂离子电池中锂的回收方法，有优先提锂和末端提锂两种方式。末端提锂技术由于流程长、各个步骤如沉淀、萃取都会造成锂的损失，因此锂的回收率很低（通常低于85%）；优先提锂不会造成锂的损失，但是现有的碳热还原技术仍然存在锂回收率较低（通常低于90%）的缺陷。
3、电化学提锂是优先提锂的方法之一，锂回收率较高（可以高于95%），如公开号为cn109659642a的“分离废旧锂离子电池正极片中铝箔和正极活性物质的方法”，采用电化学优先提锂技术，该法能将锂优先浸出转入电解液中，锂回收率能达到95%以上；采用该方法电池材料中的其他金属只有少量浸出，大部分留在正极废料中，但是，由于少量浸出的其他金属离子与锂离子一起共存在于电解液中，使所得含锂溶液的纯度降低，通常低于99%，不能直接用于后续高纯锂盐如碳酸锂、氢氧化锂的制备。若要将提取的锂直接用于生产高纯锂盐（如电池级碳酸锂等），还需要将少量浸出的其他金属离子与锂分离
4、目前关于电解提锂的技术都未能解决电解液中锂与其他少量金属的分离难题，因此，还需要找到一种完全分离回收电解液中锂与其他金属的方法。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有优先提锂技术锂回收率低或者提取得到的锂纯度不高的缺陷，提供一种从废旧锂离子电池中提纯锂的方法。该方法采用电渗析与金属络合相结合，可以实现锂从废旧电池正极片中完全浸出，并与少量浸出的金属离子完全分离，以获得制备高纯锂盐的溶液。
2、一种废旧锂离子电池中锂的提纯方法，包括以下步骤：
3、（1）对废旧锂离子电池进行拆解后，收集其中的正极片，以该废旧正极片为阳极板，以不锈钢板、钛板或石墨板等极板为阴极板，两极板分别通过导线与电源的正负极相连接后置于电渗析槽的阳极室和阴极室；
4、在阳极室和阴极室之间装入阳离子交换膜，阴极室内注入水或者碱溶液；
5、在阳极室内安装搅拌器，注入电解液，再加入乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸加入量为0.01-2g/100ml电解液；
6、（2）启动电源，在电压为5-35v电解0.1-3h；
7、然后启动搅拌器，在电压为5-35v、搅拌速度为10-500r/min的条件下继续电解0.1-4h， 直至锂全部从正极片浸出至电解液中，关闭电源和搅拌器；
8、将阴极室内的液体引出，送入后续高纯锂盐制备工序；
9、（3）将阳极室内的料浆引出至过滤装置中，收集滤渣，送入后续其他金属的回收工序；收集滤液,进行步骤（4）；
10、（4）将步骤（3）所得滤液引入一盛有0.1-5mol/l酸溶液的搅拌釜中，在温度为10-60°c、转速为10-500r/min的条件下搅拌反应0.1-5h，对所得料浆过滤，收集滤渣，得到乙二胺四乙酸，返回步骤（1）重复使用；
11、收集滤液，送入后续高纯锂盐制备工序。
12、进一步的，步骤（1）中，阳离子交换膜为包括nafion系列、selemion cmv、fumatech系列等类型的阳离子交换膜。
13、进一步的，步骤（1）中，阳极室的电解液为含有电解质的溶液，所述电解质为硫酸铵、硝酸铵或氯化铵中的任一种，所述电解质的浓度为0.5-20g/l。
14、进一步的，步骤（1）中，阴极室的碱溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，其中浓度为5-40%（wt.%）。
15、进一步的，步骤（1）中，阴极室溶液的体积与阳极室电解液的体积相同。
16、进一步的，步骤（4）中，酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的任一种。
17、本专利技术技术方案相对现有的废旧锂离子回收利用方法具有如下优点：
18、1.采用本专利技术的优先提锂技术，锂回收率达到99%以上，比现有的碳热还原提锂技术具有更高的锂收率。
19、2.采用电渗析与金属络合相结合，提高了锂的浸出率，降低了其他金属的浸出率和对膜的透过率，从而保证了浸出的锂离子能与电解液中的少量其他金属（如锰、镍、钴、铁）离子分离，有利于后续高纯锂盐的制备。
20、3.采用本专利技术所述方法，铝以金属箔的形式回收，在实现锂提纯的同时还实现了铝的回收。
21、4.本专利技术所述方法，络合剂可以循环使用，比现有提锂技术成本更低。
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1.一种废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阳离子交换膜为Nafion系列、Selemion CMV或FuMATech类型的阳离子交换膜。
3.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阳极室的电解液为含有电解质的溶液，所述电解质为硫酸铵、硝酸铵或氯化铵中的任一种，电解质的浓度为0.5-20g/L。
4.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阳极室内乙二胺四乙酸的加入量为0.01-2g/100ml电解液。
5.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阴极室的碱溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，浓度为5-40%（wt.%）。
6.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：所述步骤（1）中阴极室溶液的体积与阳极室溶液的体积相同。
7.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征
8.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（2）中，在电源电压为5-35V，搅拌转速为10-500r/min下进行第二次电解0.1-4h。
9.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（4）中，酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的任一种，酸溶液的浓度为0.1-5mol/L。
10.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（4）中，搅拌釜的温度为10-60°C，转速为10-500r/min，搅拌反应0.1-5h。
...【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阳离子交换膜为nafion系列、selemion cmv或fumatech类型的阳离子交换膜。
3.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阳极室的电解液为含有电解质的溶液，所述电解质为硫酸铵、硝酸铵或氯化铵中的任一种，电解质的浓度为0.5-20g/l。
4.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阳极室内乙二胺四乙酸的加入量为0.01-2g/100ml电解液。
5.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池中锂的提纯方法，其特征在于：步骤（1）中，阴极室的碱溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，浓度为5-40%（wt.%）。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘葵，苏验，叶尔都斯·买曼别克，杨生龙，王红强，李庆余，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：
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