1.一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将废旧锂离子电池正极材料直接或破碎后，与含氟有机酸水溶液混合，并进行反应，使废旧正极材料中的含锂活性物质与铝箔分离，然后进行液-固-固分离，分别得到浸出液、含锂活性物质和铝箔；（2）将分离得到的含锂活性物质置于高温炉中焙烧，除去其中的导电剂和粘结剂，然后采用碱溶液溶解焙烧后得到的正极活性物质，以除去其中的少量杂质铝，得到脱铝失效正极活性物质；（3）向步骤（1）所得的浸出液中加入无机酸，并进行加热处理，采用相对挥发度的不同回收水溶液中的含氟有机酸，用于继续处理废旧锂离子电池正极材料，热处理后得到的残液通过加碱中和沉淀去除Al3+、Fe3+杂质，反应后得到除杂净化液；（4）向步骤（3）所得的除杂净化液中加入镍、钴或锰盐，调节净化液中的镍、钴和锰的摩尔比为1:1:1，然后加入碳酸铵溶液，使所述除杂净化液的pH值控制在10.0~10.4，采用共沉淀法制备镍钴锰碳酸盐三元前驱体；（5）将步骤（2）和步骤（4）得到的固体产物进行过滤、洗涤、烘干后充分研磨，得到镍钴锰三元混合粉末；（6）加入镍、钴或锰盐，调节步骤（5）得到的混合粉末中镍、钴和锰的摩尔比为1:1:1；（7）向步骤（6）中组分调控后得到的混合粉末中加入一定比例的碳酸锂，使Li与Ni、Co和Mn金属总量的摩尔比为理论值的1.05~1.1倍，充分研磨混合均匀后过200目标准筛，将筛下物置于高温炉中，以2℃·min-1速率升温至800℃~850℃高温后，恒温15h~20h，然后缓慢降至室温，再制备电池材料级镍钴锰酸锂正极活性物质。
2.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：步骤（1）中所处理的废旧锂离子电池正极材料是钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、二元复合正极材料（LiNixCo1-xO2、LiNixMn1-xO2）、三元复合正极材料（LiNixCoyMn1-x-yO2）中的一种或任意两种或两种以上的组合；所述正极材料中使用的导电剂是乙炔黑、炭黑、导电石墨、金属纤维、碳纤维或碳纳米管中的任意一种；所述正极材料中使用的粘结剂是聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）或丁苯橡胶（SBR）中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：步骤（1）中所述含氟有机酸是二氟乙酸、三氟乙酸、二氟丙酸或三氟丙酸中的一种；所述含氟有机酸水溶液的体积浓度为10%~40%；所述含氟有机酸水溶液与废旧正极材料的液固比为2mL·g-1~20mL·g-1；反应温度为40℃~70℃；反应时间为30min~360min。
4.根据权利要求1或3所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：所述步骤（1）中含氟有机酸水溶液的体积浓度为15%~25%；所述含氟有机酸水溶液与废旧正极材料的液固比为8mL·g-1~10mL·g-1；反应温度为50℃~60℃；反应时间为180min~300min。
5.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：步骤（1）中所述液-固-固分离是指利用孔径1-5mm的多孔材质作为过滤介质，截留得到铝箔，透过的部分再使用常规滤布过滤，分别得到含锂活性物质和浸出液。
6.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：所述步骤（2）中高温炉内温度应控制在500℃~700℃，反应时间为3h~6h。
7.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：所述步骤（2）中的碱是氢氧化钠或氢氧化钾，碱溶液中碱的摩尔浓度为
0.5mol·L-1～5mol·L-1，碱的用量为理论值的5~20倍，反应温度为60℃~80℃，反应时间为60min~180min。
8.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：步骤（3）中所加无机酸为硫酸、盐酸或硝酸，其摩尔浓度为0.5mol·L-1～4mol·L-1，加热温度为50℃~150℃。
9.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：步骤（3）中所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氨，碱液中碱的摩尔浓度为
0.5mol·L-1~2mol·L-1，反应温度为70℃~80℃，调节所述残液的pH值至5.0~8.0。
10.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法，其特征在于：步骤（5）中过滤得到的固体产物经去离子水洗涤、过滤后，于120℃恒温干燥箱中烘干8h，获得镍钴锰三元混合粉末。
展开
北京
微信公众号 扫一扫 关注我们
