专利情报丨过渡金属的回收CN116670310A [SK]

CN116670310A-回收锂二次电池的过渡金属的方法
申请日：2021-12-27
公开(公告)日：2023-08-29

技术问题

正极活性物质中使用高成本的有价金属，因此制备正极材料需要过高的成本。此外，由于近年来环保问题日渐突出，正在对回收正极活性物质的方法进行研究。为了回收所述正极活性物质，需要以高效率和高纯度从正极中再生所述过渡金属前体。
 

技术手段

回收锂二次电池的过渡金属的方法包括以下步骤：由锂二次电池的正极准备正极活性物质；用第一酸性溶液处理所述正极活性物质以形成第一浸出液，所述第一酸性溶液包含比与相对于所述正极活性物质的反应当量所对应的量更小量的还原剂；以及用包含还原剂的第二酸性溶液处理所述正极活性物质中的除所述第一浸出液中包含的部分之外的残余正极活性物质以形成第二浸出液。
CN116670310A [SK]

实施例1

   将从废锂二次电池中分离的1kg的正极材料在450℃下热处理1小时。将经热处理的所述正极材料切割成小单元，并通过碾磨进行粉碎处理，从而获得Li-Ni-Co-Mn氧化物正极活性物质样品(步骤S10)。
  将0.1kg的所述正极活性物质样品加入到0.6kg的3M硫酸溶剂中，并将与相对于正极活性物质的反应当量所对应的量的0.4倍的过氧化氢制成35％过氧化氢溶液并加入到所述3M硫酸溶剂中，在80℃和1个标准大气压(atm)的条件下反应6小时。将反应后剩余的残余正极活性物质和溶液进行分离，从而形成第一浸出液和残余正极活性物质(步骤S20)。
  将所述残余正极活性物质加入到3M硫酸溶剂中，并将与相对于残余正极活性物质的反应当量所对应的量的1.0倍的过氧化氢制成35％过氧化氢溶液并加入到所述3M硫酸溶剂中，并反应6小时。将反应后形成的溶液进行分离，从而形成第二浸出液(步骤S30)。
  将形成的第一浸出液加入到提取钴的工艺中以回收钴，并连续加入到提取镍的工艺中以回收镍。此外，将第二浸出液加入到提取锰的工艺中以回收锰，并连续加入到提取钴的工艺和提取镍的工艺中以回收钴和镍(步骤S40)。
  在所述提取锰的工艺中使用50％的皂化1M D2EHPA溶液作为提取剂。具体地，将D2EHPA用煤油进行稀释以制备1M D2EHPA溶液，在所述稀释的1M D2EHPA溶液中加入与D2EHPA摩尔数的50％所对应的摩尔数的NaOH并进行皂化过程，从而获得所述50％的皂化1MD2EHPA溶液。将获得的50％的皂化1M D2EHPA(有机相)和第二浸出液(水相)进行混合，以使有机相/水相之比为4.5，并提取锰。
  此外，在所述提取钴的工艺中使用40％的皂化0.8M Cyanex 272作为提取剂。将所述40％的皂化0.8M Cyanex 272(有机相)和第二浸出液(水相)进行混合，以使有机相/水相之比为2.0，并提取钴。
  此外，在提取镍的工艺中使用60％的皂化1M PC88A作为提取剂。将所述60％的皂化1M PC88A(有机相)和第二浸出液(水相)进行混合，以使有机相/水相之比为3.5，并提取镍。

技术效果

在根据上述示例性的实施方案的回收锂二次电池的过渡金属的方法中，可以通过加入相对少量的还原剂来准备作为富含钴和镍的溶液的第一浸出液，并且可以通过在准备第一浸出液后剩余的残余正极活性物质中加入相对大量的还原剂来准备作为富含锰的溶液的第二浸出液。在这种情况下，通过将第一浸出液直接加入到提取钴和镍的工艺中，可以以高纯度回收钴，并且通过将第二浸出液加入到提取锰的工艺中，可以实现高的锰提取率。因此，可以提高锂二次电池的过渡金属的回收效率。
返回博客