回收再利用废旧三元锂离子电池的方法与流程

本申请涉及锂电池回收，尤其涉及一种回收再利用废旧三元锂离子电池的方法。

背景技术：

1、锂离子电池包含大量有价金属资源，在锂离子电池报废后，需要对其内的有价金属资源进行回收利用。目前，大部分锂离子电池都是采用湿法冶金的方式进行回收，回收时需要消耗大量的化学试剂，且对于锂离子电池内包含的镍钴锰等元素的回收过程较为复杂，导致锂离子电池的回收时间过长，且回收成本较高。

2、如何解决上述问题，提供一种回收过程简单、回收成本高的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法是本领域技术人员需要考虑的。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，包括以下步骤：

2、将三元锂离子电池的正极粉末和黄铁矿粉混合并球磨后获得第一混合粉料；

3、煅烧所述第一混合粉料，获得第二混合粉料，并将所述第二混合粉料冷却；

4、将所述第二混合粉料加入去离子水中水浸，获得混合液，水浸完成后将所述混合液固液分离，并获得滤饼和滤液；

5、将所述滤饼烘干，提供磁性件磁吸烘干后的所述滤饼，获得铁氧化物，并从所述滤饼未被磁吸部分获得金属硫化物。

6、进一步地，所述正极粉末包括锂元素、镍元素、钴元素、以及锰元素，所述黄铁矿粉包括二硫化亚铁、二硫化镍以及二硫化钴。

7、进一步地，所述正极粉末与所述黄铁矿粉所形成的所述第一混合粉料中n(s):[0.5n(li)+n(ni+co+mn)]的元素比例为1.05～1.4：1。

8、进一步地，将所述第一混合粉料在第一温度下煅烧第一时间，并在煅烧时持续通入含氧气体，所述第一温度为400～800℃，所述第一时间为1～4h，以使所述第一混合粉料煅烧后形成有铁氧化物。

9、进一步地，所述含氧气体的通入流量为0.5～5l/min。

10、进一步地，所述第一混合粉料煅烧后形成的所述第二混合粉料还包括有硫酸锂，所述第二混合粉料在第二温度下水浸第二时间，并维持水浸后形成的所述混合液的固液比为5～20ml/g，使所述硫酸锂完全溶解于所述混合液中。

11、进一步地，所述第二温度为75～105℃，所述第二时间为1～3h。

12、进一步地，所述滤饼包括铁氧化物、金属硫化物和二氧化硅。

13、进一步地，所述铁氧化物为四氧化三铁，所述金属硫化物包括镍硫化物、钴硫化物、锰硫化物中的一种或多种。

14、进一步地，所述混合液采用的固液分离方法包括抽滤、压滤或离心。

15、相较于现有技术，本申请的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，通过向三元锂离子电池的正极粉末中加入黄铁矿粉后混合后得到第一混合粉料，黄铁矿粉提供铁元素及硫元素，并与三元锂离子电池的正极粉末在煅烧时发生化学反应后获得第二混合粉料，第二混合粉料加入去离子水中进行水浸后固液分离，能够获得铁氧化物和金属硫化物组成的滤渣、以及包含大量锂元素的滤液。滤渣可通过磁分法直接分离出磁性的铁氧化物和可作为催化剂的金属硫化物，具有较高的工业价值。此外，上述方法避免了酸浸与元素分离纯化等繁琐的湿法冶金过程，简化了回收过程，实现了高效提锂，且促进废旧电池材料向高价值固体材料的转变。

技术特征：

1.一种回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述正极粉末包括锂元素、镍元素、钴元素、以及锰元素，所述黄铁矿粉包括二硫化亚铁、二硫化镍以及二硫化钴。

3.如权利要求2所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述正极粉末与所述黄铁矿粉所形成的所述第一混合粉料中n(s):[0.5n(li)+n(ni+co+mn)]的元素比例为1.05～1.4：1。

4.如权利要求1所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，将所述第一混合粉料在第一温度下煅烧第一时间，并在煅烧时持续通入含氧气体，所述第一温度为400～800℃，所述第一时间为1～4h，以使所述第一混合粉料煅烧后形成有铁氧化物。

5.如权利要求4所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述含氧气体的通入流量为0.5～5l/min。

6.如权利要求4所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述第一混合粉料煅烧后形成的所述第二混合粉料还包括有硫酸锂，所述第二混合粉料在第二温度下水浸第二时间，并维持水浸后形成的所述混合液的固液比为5～20ml/g，使所述硫酸锂完全溶解于所述混合液中。

7.如权利要求6所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述第二温度为75～105℃，所述第二时间为1～3h。

8.如权利要求1所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述滤饼包括铁氧化物、金属硫化物和二氧化硅。

9.如权利要求8所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述铁氧化物为四氧化三铁，所述金属硫化物包括镍硫化物、钴硫化物、锰硫化物中的一种或多种。

10.如权利要求1所述的回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，其特征在于，所述混合液采用的固液分离方法包括抽滤、压滤或离心。

技术总结
本申请提供一种回收再利用废旧三元锂离子电池的方法，先将三元锂离子电池的正极粉末和黄铁矿粉混合并球磨后获得第一混合粉料；再煅烧所述第一混合粉料，获得第二混合粉料，并将所述第二混合粉料冷却；随后，将所述第二混合粉料加入去离子水中水浸，获得混合液，水浸完成后将所述混合液固液分离，并获得滤饼和滤液；接下来，将所述滤饼烘干，提供磁性件磁吸烘干后的所述滤饼，获得铁氧化物，并从所述滤饼未被磁吸部分获得金属硫化物。

技术研发人员：缪永华,蒋良兴,施忆,郑文军,谭清武,孙仲,陆毅
受保护的技术使用者：中天储能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29