废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法与流程

【技术领域】

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法。

背景技术：

锂离子电池由于电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好等优点而广泛应用于电动汽车、手机及笔记本中，然而，随着锂离子电池的大量应用，废旧电池的回收变得重要而迫切。

锂离子电池在使用过程中容易发生锂没有及时脱出而在负极片上沉积的现象，尤其是对于梯次利用后容量剩余50％以下的废旧锂离子电池。此外，在高低温、过充过放或者其它特殊工况下滥用后，锂在负极片上的沉积也十分严重。通过拆解锂离子电池可以发现，负极片表面有大量的黄色金属锂单质，并且在空气中迅速发生氧化。如果不能采用合理的方法回收负极片上沉积的锂资源，不仅是对锂资源的浪费，还可能造成对环境的污染。鉴于此，实有必要提供一种废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法以克服以上缺陷。

技术实现要素：

本发明提出一种废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法，能够高效回收沉积在负极片上的锂资源。

本发明提供的一种废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法，包括以下步骤：

1)把废旧锂离子电池拆解后得到的负极片表面的块状粉料剥离下来，然后经过球磨、过筛得到精细粉料；

2)将所述精细粉料加入到稀盐酸中，超声搅拌一段时间后得到悬浮液；

3)所述悬浮液过滤后得到第一滤液，将所述第一滤液的ph值调节至5.0-8.0，再次过滤得到第二滤液；

4)将所述第二滤液蒸发浓缩并在其处于80-100℃温度范围时加入饱和碳酸钠溶液以获取碳酸锂沉淀；

5)将所述碳酸锂沉淀洗涤烘干后得到高纯碳酸锂粉末。

在一个优选实施方式中，步骤1)中，所述精细粉料能够通过200目的筛网。

在一个优选实施方式中，步骤2)中，所述稀盐酸的浓度为1-5mol/l；超声功率为200-600w，搅拌速率为30-50r/min，超声搅拌时间为10-30min。

在一个优选实施方式中，步骤3)中，采用质量分数为22-25％的浓氨水调整所述第一滤液的ph值。

在一个优选实施方式中，步骤5)中，所述碳酸锂沉淀用热水洗涤2-3次后，在80-100℃的温度范围内烘干10-15h以获得高纯碳酸锂粉末。

在一个优选实施方式中，所述高纯碳酸锂粉末的纯度大于99％。

本发明提供的废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法中，首先将负极片表面的块状粉料制成精细粉料，并在与稀盐酸反应过程中辅以超声搅拌，实现了锂资源的高效浸出。该回收方法具有工艺流程简单、成本低廉，易于批量回收锂离子电池负极片并实现产业化应用的优势，而且经过该回收方法得到的高纯碳酸锂粉末可直接用于工业生产，提高了回收的经济价值。

【附图说明】

图1为本发明提供的废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法的流程图。

图2为图1所示的废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法所采用的超声搅拌装置示意图。

图3为图1所示的废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法在一个实施例中得到的高纯碳酸锂粉末的xrd图谱。

图4为图2所示的高纯碳酸锂粉末的sem图。

【具体实施方式】

请参阅图1，本发明提供一种废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法，包括以下步骤：

1)把废旧锂离子电池拆解后得到的负极片表面的块状粉料剥离下来，然后经过球磨、过筛得到精细粉料；

2)将所述精细粉料加入到稀盐酸中，超声搅拌一段时间后得到悬浮液；

3)所述悬浮液过滤后得到第一滤液，将所述第一滤液的ph值调节至5.0-8.0，再次过滤得到第二滤液；

4)将所述第二滤液蒸发浓缩并在其处于80-100℃温度范围时加入饱和碳酸钠溶液以获取碳酸锂沉淀；

5)将所述碳酸锂沉淀洗涤烘干后得到高纯碳酸锂粉末。

具体的，步骤1)中，所述精细粉料是块状粉料经过球磨后通过200目的筛网获得的。步骤2)中，所述稀盐酸的浓度为1-5mol/l；超声功率为200-600w，搅拌速率为30-50r/min，超声搅拌时间为10-30min。当使用的稀盐酸的浓度较大时，大大缩短了超声搅拌的时间，当稀盐酸的浓度较低时，所需的超声时间会有所延长。步骤3)中，采用质量分数为22-25％的浓氨水调整所述第一滤液的ph值。步骤5)中，所述碳酸锂沉淀用热水洗涤2-3次后，在80-100℃的温度范围内烘干10-15h以获得高纯碳酸锂粉末，且所述高纯碳酸锂粉末的纯度大于99％。

实施例

把废旧锂离子电池拆解后得到的负极片表面的块状粉料剥离下来，球磨后经过200目的筛网得到精细粉料；然后将所述精细粉料加入到浓度为3mol/l的足量稀盐酸中进行超声搅拌。请参阅图2，进行超声搅拌所需的装置包括玻璃容器1、超声清洗机2及搅拌器3，具体的，稀盐酸与精细粉料盛装于玻璃容器1中，所述玻璃容器1放置于超声清洗机2的水槽内并采用夹子固定所述玻璃容器1以避免其大幅度晃动，所述搅拌器3的搅拌桨能够伸入所述玻璃容器1的内部。本实施方式中，所述超声清洗机2的超声功率为400w，所述搅拌器3的搅拌速率为50r/min，超声搅拌时间为20min。接下来将超声搅拌后获得的悬浮液采用过滤器过滤，并用少量水洗涤滤渣两次后得到第一滤液；然后通过滴加质量分数为25％的浓氨水将所述第一滤液的ph值调节至6.0左右，再次使用过滤器过滤得到第二滤液；对所述第二滤液加热使其蒸发达到浓缩的目的，并在其处于80-100℃的温度范围时逐滴加入饱和碳酸钠溶液以获取碳酸锂沉淀；最后用热水将所述碳酸锂沉淀洗涤三次后烘干，即可获得高纯碳酸锂粉末。

进一步的，采用xrd(x-raydiffraction)及sem(scanningelectronmicroscopy)技术对实施例中获得的高纯碳酸锂粉末进行物相分析和显微结构观察，结果如图3及图4所示。xrd分析结果表明，xrd图谱中不存在碳酸锂以外的任何杂峰，说明所述高纯碳酸锂粉末的纯度的确很高。从sem得到的显微结构图中可以看到层层交错的微米级棒状碳酸锂晶体，因此可以直接用于工业生产。

本发明提供的废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法中，首先将负极片表面的块状粉料制成精细粉料，并在与稀盐酸反应过程中辅以超声搅拌，实现了锂资源的高效浸出。该回收方法具有工艺流程简单、成本低廉，易于批量回收锂离子电池负极片并实现产业化应用的优势，而且经过该回收方法得到的高纯碳酸锂粉末可直接用于工业生产，提高了回收的经济价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施局限于这些说明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种废旧锂离子电池负极片上锂资源回收方法，首先将负极片表面的块状粉料制成精细粉料，并在与稀盐酸反应过程中辅以超声搅拌，实现了锂资源的高效浸出。本发明具有工艺流程简单、成本低廉，易于批量回收锂离子电池负极片并实现产业化应用的优势，而且经过该回收方法得到的高纯碳酸锂粉末可直接用于工业生产，提高了回收的经济价值。

技术研发人员：李旭辉;褚晓东;陈志鹏;李宝华;杜鸿达;康飞宇
受保护的技术使用者：清华大学深圳研究生院
技术研发日：2017.06.21
技术公布日：2017.11.24