CN115449636B - 一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺 - Google Patents
一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115449636B CN115449636B CN202211076190.6A CN202211076190A CN115449636B CN 115449636 B CN115449636 B CN 115449636B CN 202211076190 A CN202211076190 A CN 202211076190A CN 115449636 B CN115449636 B CN 115449636B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium ion
- ion battery
- anode material
- recycling
- leaching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010405 anode material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims description 15
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 claims description 5
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Mn].[Co].[Ni] KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 25
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 19
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Co+2] INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- GSWAOPJLTADLTN-UHFFFAOYSA-N oxidanimine Chemical compound [O-][NH3+] GSWAOPJLTADLTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/008—Wet processes by an alkaline or ammoniacal leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/10—Obtaining alkali metals
- C22B26/12—Obtaining lithium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺。废旧锂离子电池正极材料经还原氨浸工艺，利用浸出液与正极共沉淀母液成分相同这一特征，实现工艺流程的大幅度简化，并优化共沉淀反应釜的结构设计。具体包括以下步骤：将废旧锂离子电池正极材料送入浸出槽内，配以合适的底液和还原剂，控制温度和搅拌，实现还原氨浸过程，其中有价金属以氨络合物的形式富集进入液相，杂质成分以渣相的形式沉淀；上述浸出液经过中间过滤装置，转移至共沉淀反应釜内，依据目标再生正极材料的种类，适当补充金属元素完成配比，利用优化后的反应釜结构，实现正极材料前驱体的高效再生；最后在合适的温度下烧结得到正极材料。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池回收技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺。
背景技术
无论是从二次资源再利用的角度，还是保护环境固废无害化的角度，废旧锂离子电池的回收都是刻不容缓的。
当下，废旧锂离子电池的回收工艺种类繁多，尽管大体上可归类为湿法和火法两大体系，但是考虑到具体回收对象的成分复杂性和多样性，导致实际回收工艺需要进一步优化。火法回收工艺主要是借助高温热还原法，实现有价金属的热还原，并以金属单质或金属合金的方式回收，优势是单批处理体量大，但也会导致轻金属锂的回收效率低的问题。湿法回收相比于火法回收工艺，更为精细，不仅回收效率高，且有一定的针对性效果，如氨浸体系。但目前，有关氨浸回收体系还有所不足。本专利通过将合适的氨浸工艺以及优化的共沉淀反应釜设备，实现工业化的可连续工作，以浸出-沉降的方式完成连续浸出回收。
中国专利201710191599.5公开了一种综合回收废旧锂离子电池的方法。具体步骤为：将废旧电池进行放电处理后破碎，在300～400℃下进行预焙烧后，加入还原剂在450～700℃下进行还原焙烧。焙烧后物料，经水浸、蒸发结晶得到高纯锂产品；浸出渣与焙烧后的块料采用氧化氨浸浸出铜、镍、钴，氨浸渣经磁选、筛分得到铁、铝富集物，筛下物经还原酸浸、净化除杂后得到高纯硫酸锰溶液。氨浸液则采用萃取、选择性反萃产出高纯硫酸镍和硫酸铜溶液，萃余液通过硫化沉钴、氧化酸浸、萃取净化后得到高纯硫酸钴溶液。
本专利利用氨浸后浸出液与前驱体制备的组分结构相似这一特征，有效利用氨浸工艺的选择性浸出特征，实现从废旧锂离子电池正极材料到再生正极材料的转边。配合工艺要求，合理简化并优化共沉淀反应釜的设计，实现一种高效且处理体量大的回收系统。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对废旧锂离子电池回收工艺，提出一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，工艺流程为全湿法工艺体系，优化后的设备与工艺相辅相成，实现对废旧锂离子电池正极材料的高效回收。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺包括以下步骤：
(1)浸出槽底液的配置比例为4mol/L的氨水和2mol/L的硫酸铵，升温至70℃后，将废旧正极材料粉末与还原性铁粉按摩尔比1:3的比例加入至槽体中，持续搅拌下充分反应0.5h，而后保持温度恒定的同时，关闭搅拌系统，静置一段时间；
(2)从出液口放出的混合溶液通过中间过滤装置后，转移至结构优化后的共沉淀反应釜内，按照目标正极产物的金属比例，补充适量的金属离子，控制pH和温度实现共沉淀，制备得到正极前驱体材料；
(3)根据目标正极产物的不同，采用对应合适的烧结制度，实现正极材料的再生。
优选地，步骤(1)中所提及的浸出槽和共沉淀反应釜皆由槽体、搅拌系统、加热系统、温度监控、pH监控以及进料口和出料口组成，且其中共沉淀反应釜还包括一个共沉淀辅助池；
优选地，步骤(1)中槽体内壁由抗碱腐蚀瓷砖组成；搅拌系统由电机、桨式搅拌桨、推进式搅拌桨构成，有利于实现槽体内部溶液的均匀混合，保证反应的快速进行；温度监控和pH监控用于实时反馈槽体内部反应状态；进料口由底液加料口、正极料进料口、辅助料进料口和备用进料口组成；出料口由槽体右壁的出液口和底部的尾端出料口组成；共沉淀辅助池为圆台形结构，前驱体从上方流入，为前驱体的继续生长提供空间。
优选地，步骤(1)中的静置过程，其实质是利用浸出产物中氢氧化铁的吸附特性，实现固液的快速分离，极大地减轻了中间过滤装置的处理负担。
优选地，步骤(2)所提及的中间过滤装置是袋式过滤器、加压过滤机、板框压滤机、厢式压滤机、膜过滤或管式过滤机中的一种。
优选地，步骤(2)所提及的结构优化后的共沉淀反应釜，其特征在于尾端出料口与上端溢料口通过额外的通道相连接，且管径下大上小，为前驱体颗粒的长大提供一个缓冲地段，保障产物颗粒大小的均匀性。
优选地，步骤(3)中的目标正极材料是三元镍钴锰正极材料，其化学式通式为Li(NixCoyMn1-x-y)O2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供了一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，设备主体结构的功能模块对应氨浸体系的条件控制，可连续不断地以浸出-沉降的方式完成浸出，反应时间短，单批处理体量大，有价金属回收效率高。
(2)本发明所构建的设备结合氨浸工艺的两大特点而设计，分别是金属的选择性浸出、还原性铁粉实现后续快速沉降。浸出槽得到简化的同时，其所具备的功能却是优化增加的。
附图说明
图1是本发明所采用的工艺流程图；
图2是本发明所采用的氨浸浸出槽-共沉淀反应釜示意图，其中1为电机，2为温度热电偶，3为pH测试器，4为桨式搅拌桨，5为出液口，6为推进式搅拌桨，7为尾端出料口，8为加热装置，9为底液加料口，10为正极料进料口，11为辅助料进料口，12为备用进料口；13是碱液进料料口；14是氨水进料口；15是补充金属盐溶液进入口；16是共沉淀辅助池；17是过滤装置；
图3是本发明实施例1再生正极产物的扫描电镜图；
图4是本发明实施例1再生正极产物的电化学循环图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进行进一步的说明。
实施例1
(1)浸出槽底液的配置比例为4mol/L的氨水和2mol/L的硫酸铵，升温至70℃。将废旧正极材料与还原性铁粉按摩尔比1:3的比例加入至槽体中，持续搅拌下充分反应0.5h，而后保持温度恒定的同时，关闭搅拌系统，静置一定时间后，利用体系中的氢氧化铁完成自沉降过程；
其中槽体设计为10L，正常工作下，完成所有进料/液后总体积至多8L，控制转速为240r/min，反应时间为0.5h，沉降时间为0.5h，固液分离后实现后续正极材料再生。
(2)从出液口放出的混合溶液通过中间过滤装置后，转移至结构优化后的共沉淀反应釜内。
利用ICP结果证明各金属回收率分别达到：Li 95.6％，Ni 99.4％，Co 90.9％，Mn50.1％，而Fe、Al、Cu未进入滤液。因此，后续为配制前驱体所需的金属溶液，将其中的金属摩尔比例补充至Li:Ni:Co:Mn＝10:8:1:1。
其中共沉淀反应釜设计为10L，正常工作下，完成所有进料/液后总体积至多8L，控制转速为360r/min，以间歇式生产前驱体材料，控制pH为10.0～10.5之间，反应温度保持在60℃。
前驱体制备后进行高温850℃烧结，得到正极材料。图3为其扫描电镜图，图4则是其电化学循环测试图，展示出其具备较好的电化学性能。
实施例2
(1)浸出槽底液的配置比例为4mol/L的氨水和2mol/L的硫酸铵，升温至70℃。将废旧正极材料与还原性铁粉按摩尔比1:3的比例加入至槽体中，持续搅拌下充分反应0.5h，而后保持温度恒定的同时，关闭搅拌系统，静置一定时间后，利用体系中的氢氧化铁完成自沉降过程；
其中槽体设计为5L，正常工作下，完成所有进料/液后总体积至多4L，控制转速为240r/min，反应时间为0.5h，沉降时间为0.5h，固液分离后实现后续正极材料再生。
(2)从出液口放出的混合溶液通过中间过滤装置后，转移至结构优化后的共沉淀反应釜内。
利用ICP结果证明各金属回收率分别达到：Li 96.7％，Ni 99.6％，Co 91.3％，Mn
55.1％，而Fe、Al、Cu未进入滤液。因此，后续为配制前驱体所需的金属溶液，将其中的金属摩尔比例补充至Li:Ni:Co:Mn＝10:5:2:3。
其中共沉淀反应釜设计为5L，正常工作下，完成所有进料/液后总体积至多4L，控制转速为360r/min，以间歇式生产前驱体材料，控制pH为10.3～10.8之间，反应温度保持在60℃。
前驱体制备后进行高温830℃烧结，得到再生正极材料，进而组装电池进行相应的测试。
实施例3
(1)浸出槽底液的配置比例为4mol/L的氨水和2mol/L的硫酸铵，升温至70℃。将废旧正极材料与还原性铁粉按摩尔比1:3的比例加入至槽体中，持续搅拌下充分反应0.5h，而后保持温度恒定的同时，关闭搅拌系统，静置一定时间后，利用体系中的氢氧化铁完成自沉降过程；
其中槽体设计为20L，正常工作下，完成所有进料/液后总体积至多16L，控制转速为240r/min，反应时间为0.5h，沉降时间为0.5h，固液分离后实现后续正极材料再生。
(2)从出液口放出的混合溶液通过中间过滤装置后，转移至结构优化后的共沉淀反应釜内。
利用ICP结果证明各金属回收率分别达到：Li 93.1％，Ni 98.9％，Co 88.4％，Mn
48.6％，而Fe、Al、Cu未进入滤液。因此，后续为配制前驱体所需的金属溶液，将其中的金属摩尔比例补充至Li:Ni:Co:Mn＝10:8:1:1。
其中共沉淀反应釜设计为20L，正常工作下，完成所有进料/液后总体积至多16L，控制转速为360r/min，以间歇式生产前驱体材料，控制pH为10.1～10.6之间，反应温度保持在60℃。
前驱体制备后进行高温880℃烧结，得到再生正极材料，进而组装电池进行相应的测试。
Claims (6)
1.一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)浸出槽底液的配置比例为4mol/L的氨水和2mol/L的硫酸铵，升温至70℃后，将废旧正极材料粉末与还原性铁粉按摩尔比1:3的比例加入至槽体中，持续搅拌下充分反应0.5h，而后保持温度恒定的同时，关闭搅拌系统，静置一段时间；
(2)从出液口放出的混合溶液通过中间过滤装置后，转移至结构优化后的共沉淀反应釜内，按照目标正极产物的金属比例，补充适量的金属离子，控制pH和温度实现共沉淀，制备得到正极前驱体材料；
(3)根据目标正极产物的不同，采用对应合适的烧结制度，实现正极材料的再生。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，其特征在于，步骤(1)中所提及的搅拌系统为桨式搅拌桨和推进式搅拌桨的联合，实现槽内溶液循环均匀搅拌，确保反应的快速进行。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，其特征在于，步骤(1)中的静置过程，其实质是利用浸出产物中氢氧化铁的吸附特性，实现固液的快速分离，极大地减轻了中间过滤装置的处理负担。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，其特征在于，步骤(2)所提及的中间过滤装置是袋式过滤器、加压过滤机、板框压滤机、厢式压滤机、膜过滤或管式过滤机中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，其特征在于，步骤(2)所提及的结构优化后的共沉淀反应釜，其特征在于尾端出料口与上端溢料口通过额外的通道相连接，且管径下大上小，为前驱体颗粒的长大提供一个缓冲地段，有效保障产物颗粒的均匀生长。
6.根据权利要求5任一所述的一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺，其特征在于，步骤(3)中的目标正极材料是三元镍钴锰正极材料，其化学式通式为Li(NixCoyMn1-x-y)O2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211076190.6A CN115449636B (zh) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211076190.6A CN115449636B (zh) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115449636A CN115449636A (zh) | 2022-12-09 |
| CN115449636B true CN115449636B (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=84301547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211076190.6A Active CN115449636B (zh) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115449636B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116377249B (zh) * | 2023-05-12 | 2024-05-17 | 中南大学 | 一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4749519A (en) * | 1984-03-27 | 1988-06-07 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for the recovery of plutonium contained in solid waste |
| US6036839A (en) * | 1998-02-04 | 2000-03-14 | Electrocopper Products Limited | Low density high surface area copper powder and electrodeposition process for making same |
| CN107230811A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种正极材料中金属组分的选择性浸出剂及回收方法 |
| CN109193057A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-11 | 昆明理工大学 | 一种利用废旧三元锂电池制备正极材料前驱体的方法 |
| CN109449434A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-03-08 | 广东佳纳能源科技有限公司 | 一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法 |
| CN110156084A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-08-23 | 赣州市海龙钨钼有限公司 | 一种采用硬质合金废料生产仲钨酸铵的工艺方法 |
| CN110482511A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-22 | 湖南大学 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法 |
| CN112499609A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-16 | 广东邦普循环科技有限公司 | 利用废磷酸铁锂正极粉提锂渣制备磷酸铁的方法和应用 |
| CN113200574A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-03 | 中南大学 | 一种从混合废旧锂电再生富锂锰基正极的方法 |
| CN113314710A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-27 | 武汉科技大学 | 一种从废旧锂离子电池中回收与再生正极材料的方法 |
| CN113816460A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-21 | 华东理工大学 | 一种自溢流迭代分离旋流器及其在地下水中DNAPLs分离的应用 |
-
2022
- 2022-09-05 CN CN202211076190.6A patent/CN115449636B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4749519A (en) * | 1984-03-27 | 1988-06-07 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for the recovery of plutonium contained in solid waste |
| US6036839A (en) * | 1998-02-04 | 2000-03-14 | Electrocopper Products Limited | Low density high surface area copper powder and electrodeposition process for making same |
| CN107230811A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种正极材料中金属组分的选择性浸出剂及回收方法 |
| CN109193057A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-11 | 昆明理工大学 | 一种利用废旧三元锂电池制备正极材料前驱体的方法 |
| CN109449434A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-03-08 | 广东佳纳能源科技有限公司 | 一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法 |
| CN110156084A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-08-23 | 赣州市海龙钨钼有限公司 | 一种采用硬质合金废料生产仲钨酸铵的工艺方法 |
| CN110482511A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-22 | 湖南大学 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法 |
| CN112499609A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-16 | 广东邦普循环科技有限公司 | 利用废磷酸铁锂正极粉提锂渣制备磷酸铁的方法和应用 |
| CN113200574A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-03 | 中南大学 | 一种从混合废旧锂电再生富锂锰基正极的方法 |
| CN113314710A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-27 | 武汉科技大学 | 一种从废旧锂离子电池中回收与再生正极材料的方法 |
| CN113816460A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-21 | 华东理工大学 | 一种自溢流迭代分离旋流器及其在地下水中DNAPLs分离的应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Green and Efficient Method for Recycling Valuable Metals from Scrapped Lithium Cobalt Oxide Cathode Materials;Miaomiao Guo等;IOP Conference Series: Earth and Environmental Science;第474卷;052014 * |
| 废旧锂离子电池正负极混合物氨浸液电沉积研究;陈梦君, 李淑媛, 邓毅等;有色金属(冶炼部分)(第09期);25-30 * |
| 陈爱莲.金银珠宝贵重金属提取冶炼加工分析技术标准与质量检测鉴定验收规范实用手册.金版电子出版公司,2003,第1卷第597-598页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115449636A (zh) | 2022-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111118297B (zh) | 选择性提锂的方法及装置 | |
| CN106848474B (zh) | 从锂离子电池正极废料中回收正极材料和碳酸锂的方法 | |
| CN111733328B (zh) | 一种回收废旧锂离子电池中有价金属的方法 | |
| CN110527835B (zh) | 一种废旧三元锂电池软包全组分回收的方法 | |
| CN106848470A (zh) | 一种从废旧镍钴锰三元锂离子电池中回收、制备三元正极材料的方法 | |
| JP7546789B2 (ja) | 使用済みリチウムイオン電池からの有価金属の回収方法 | |
| CN107666022A (zh) | 一种废弃三元正极材料中锂、镍钴锰的回收方法 | |
| CN108002408A (zh) | 电池废料制备硫酸镍、锰、锂、钴及四氧化三钴的方法 | |
| JP6304087B2 (ja) | 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法及び廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置 | |
| CN103342395B (zh) | 一种低硫三元前驱体的制备方法 | |
| CN108011150A (zh) | 一种从废旧三元锂离子电池电极粉料中制取碳酸锂的方法 | |
| AU2019310942B2 (en) | Method for homogeneous precipitation separation of iron and aluminum from laterite nickel ore acid leaching solution | |
| CN109517988A (zh) | 一种含钼钒的镍钴合金料的浸出分离新方法 | |
| CN112159897B (zh) | 一种镍钴锰浸出液净化的方法 | |
| CN115449636B (zh) | 一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺 | |
| CN115074540A (zh) | 一种废动力电池有价组分综合回收方法 | |
| CN110373545B (zh) | 一种废旧锂离子电池正极材料中铝元素的回收方法 | |
| CN114381605B (zh) | 一种综合回收废旧锂离子电池黑粉中有价金属的方法 | |
| JP6459797B2 (ja) | 廃ニッケル水素電池からのフェロニッケル製造用原料の回収方法及びその回収装置 | |
| CN108910965B (zh) | 一种制备三元氢氧化物前驱体的方法 | |
| CN103221557B (zh) | 含镍酸性溶液的制造方法 | |
| JP2016044319A (ja) | 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法 | |
| CN112725621A (zh) | 基于碳酸根固相转换法从废旧锂电池分离镍钴锰的方法 | |
| CN114988382B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池粉料的回收方法 | |
| JP2017008384A (ja) | 廃ニッケル水素電池からのｎｃｍ製造用原料の回収方法及びその回収装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |