一种从废旧三元锂离子电池中回收有价金属锂的方法,包括如下步骤:(1)将废旧三元锂离子电池放电后,破碎、分选为正负极材料混合的黑粉;(2)将混合黑粉与催化剂混合后进行高速球磨,提高石墨的还原活性;(3)将上述粉末在惰性气氛下进行焙烧,得到还原焙烧渣;(4)将还原焙烧渣置于高压釜中,加入去离子水,在加压、加热条件下进行压煮浸锂反应,反应完成后过滤,在滤液中加入碳酸钠沉锂,然后过滤烘干,得到碳酸锂产品。本技术方法将负极中含有的石墨活化为还原剂,对三元正极材料进行还原,还原后的三元正极材料用水直接压煮提锂,不需要额外的外源还原剂,无需使用化学试剂,方法简单,环境友好,成本低,提锂收率较高。
背景技术
三元锂离子电池以其高能量密度和优异的循环性能被广泛应用于新能源汽车行业,预计到2025年,三元锂离子电池的市场份额占比将超过40%,退役三元锂离子电池中有价金属锂的品位远高于天然矿石,被称作“城市矿产”。有价金属锂的有效回收利用,不仅能够解决环境污染的问题,在一定程度上可以缓解锂资源供需紧张的矛盾,具有较高的环境与经济双重效益。
废旧锂离子电池的回收利用,是目前一项热门研究课题。迄今为止,仅中国专利文献数据库公布的相关专利文献数量,就达1800余件。
现有废旧锂离子电池的回收利用技术,大致可以归纳分为2类。一是火法回收法,二是湿法回收法。
火法回收法,因其流程简洁,效率高,并且对不同种类的原料均有良好的适应性,在工业应用中备受青睐。然而,这种方法需要极高的还原温度(通常为1300-1500℃,如CN113061725A公开的一种从废旧锂离子电池中火法回收锂的方法使用的还原温度;有人经过改进,仍然需要600-1000℃,如CN112111651A公开的废旧锂离子电池粉料的火法回收工艺),这导致了能耗高,锂元素大量流失,从而影响了其经济效益。
湿法回收技术具有高回收率、良好的选择性以及相对温和的操作条件。但是,现有湿法回收法的流程相对冗长,且需要使用化学浸出剂或/和萃取剂,操作步骤繁杂,效率低,成本高,同时会产生大量的废水排放,污染环境。例如,CN102569941A公开的湿法回收锂离子电池负极材料的方法、CN115449636A公开的一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺、CN 104745823A公开的一种从废旧锂离子电池中回收锂的方法、CN108504868A公开的一种回收废旧锂离子电池中金属锂的方法等。
实现思路