电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法与流程

本公开涉及一种电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车的广泛应用，产生的废旧锂电池的数量也越来越多。处理废旧锂电池的方法通常先筛选出电池剩余容量为初始容量70％-80％的电池，然后将其作为电能的载体进行再次利用，以避免浪费；然后将电池剩余容量较低的废旧锂电池进行拆解回收，以有效地回收电池粉中的镍钴锰锂离子等有价金属离子，从而有效地缓解国内镍钴锰锂等有价金属短缺的现象。

2、目前，废旧锂电池的回收方法大多采用干法回收或湿法回收。湿法回收是现阶段主流的回收方式，它主要是利用化学试剂对电池粉进行浸取，然后再进行分离除杂，以有效地提取电池粉中的镍钴锰锂离子。但是，湿法回收存在浸出效率低、反应周期长、且不环保的问题，为此，市面又出现一种新型的回收方法——电解法。

3、诸如中国专利号cn116479448a公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收装置以及回收方法，主要是将拆解得到磷酸铁锂正极材料粉末放在有机溶剂中浸泡过滤，得到含锂正极材料粉末，然后将含锂正极材料粉末和阳极电解液倒入电解槽的阳极区内，并通过充氧管进行电解反应，以实现对废旧磷酸铁锂材料高效率的电离，不仅电离效率高、反应时间短，且环保。但是，由于传统的电解回收方法只能对单种废旧正极粉进行电离分解，无法同时实现两种以上的废旧正极粉的电离分解，存在着废旧正极粉电离效率较低的现象。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种高效且全面的电离回收两种以上废旧正极粉中有价金属离子、且操作简单又环保的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，包括如下步骤：

4、获取n种不同种类的废旧正极电池粉，其中n≥2，n为正整数；

5、根据n种所述废旧正极电池粉中不同有价金属的氧化还原性进行分类，分别得到阳极处理混合粉和阴极处理混合粉；

6、对所述阳极处理混合粉和所述阴极处理混合粉分别进行制浆操作，得到阳极浆料和阴极浆料；

7、通过电解装置对所述阳极浆料和所述阴极浆料进行电离操作；

8、对经过电离操作后的所述阴极浆料进行过滤，得到阴极电解后液；其中，所述阴极电解后液即为有价金属离子溶液。

9、本发明的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本发明的其它特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

技术特征：

1.一种电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在对所述阳极处理混合粉和所述阴极处理混合粉分别进行制浆操作的步骤中，所述阳极处理混合粉和所述阴极处理混合粉的用量比为两者得失电子数比。

3.根据权利要求2所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在对所述阳极处理混合粉和所述阴极处理混合粉分别进行制浆操作的步骤中，包括如下具体步骤：

4.根据权利要求3所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阳极处理混合粉与水的质量比为1：1，所述阴极处理混合粉与水的质量比为1：1。

5.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在所述获取n种不同种类的废旧正极电池粉的步骤之前，还包括如下步骤：

6.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在通过电解装置(10)对所述阳极浆料和所述阴极浆料进行电离操作时，电压为0.1v～10v，电流密度为5a/cm2～25a/cm2，电离的时间为20min～240min。

7.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在通过电解装置(10)对所述阳极浆料和所述阴极浆料进行电离操作的步骤之前，并在对所述阳极处理混合粉和所述阴极处理混合粉分别进行制浆操作的步骤之后，还包括如下步骤：向所述电解装置(10)加入电解液。

8.根据权利要求7所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在向所述电解装置(10)加入电解液操作时，通过所述电解装置(10)的搅拌器(800)对所述电解液进行搅拌操作。

9.根据权利要求7所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述电解液的加入量与n种所述废旧正极电池粉的总加入用量比为(1～10)l：1kg。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述电解液至少包括稀硫酸，还可独立选自硫酸盐体系电解液、氯盐体系电解液和硝酸盐体系电解液中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述硫酸盐体系电解液为硫酸钠溶液。

12.根据权利要求10所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述氯盐体系电解液为氯化钠溶液。

13.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述废旧正极电池粉包括磷酸铁锂电池粉、磷酸锰铁锂电池粉、三元电池粉、钴酸锂电池粉和锰酸锂电池粉中的至少一种。

14.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在对经过电离操作后的所述阳极浆料和所述阴极浆料分别进行过滤的步骤之前，在所述通过电解装置(10)对所述阳极浆料和所述阴极浆料进行电离操作的步骤之后，还包括如下步骤：

15.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，在通过电解装置(10)对所述阳极浆料和所述阴极浆料进行电离操作时，同时对所述阳极浆料和所述阴极浆料进行持续曝气操作。

16.根据权利要求15所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述持续曝气操作的曝气量为20m3/min～40m3/min。

17.根据权利要求1所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述电解装置(10)包括电解槽(100)、电源件(200)、阳极组件、阴极组件、曝气组件、进料组件和出料组件；

18.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述电解装置(10)还包括搅拌器(800)，所述搅拌器(800)设置于所述阳极篮(310)和所述阴极篮(410)之间。

19.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阳极篮(310)和所述阴极篮(410)均为网状塑胶篮，且所述网状塑胶篮的孔径不超过5um。

20.根据权利要求19所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述网状塑胶篮的材质包括pp、pe、ptfe和尼龙中的至少一种。

21.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阴极板(420)包括石墨板、铅板和钛板中的至少一种。

22.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阳极板(320)为石墨板、铂板、铱板、钌板和多元合金板中的至少一种。

23.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述曝气组件包括风机(510)、阳极连接管(520)、阴极连接管(530)和两所述曝气盘(540)，所述风机(510)设置于所述电解槽(100)外，所述风机(510)的出风管分别与所述阳极连接管(520)和所述阴极连接管(530)连通，所述阳极连接管(520)与其中一个所述曝气盘(540)的曝气孔(541)连通，所述阴极连接管(530)与另一个所述曝气盘(540)的曝气孔(541)连通。

24.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述曝气盘(540)邻近所述阳极篮(310)和/或所述阴极篮(410)的底部设置，且所述曝气盘(540)位于所述阳极板(320)和/或所述阴极板(420)的正下方。

25.根据权利要求23所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阳极连接管(520)的第一端与所述风机(510)的出风管连通，所述阳极连接管(520)的第二端延伸至所述阳极篮(310)的底部，并连通与所述曝气盘(540)。

26.根据权利要求23所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阴极连接管(530)的第一端与所述风机(510)的出风管连通，所述阴极连接管(530)的第二端延伸至所述阴极篮(410)的底部，并连通与所述曝气盘(540)。

27.根据权利要求25或26所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阳极连接管(520)的第二端和/或所述阳极连接管(520)的第二端形成有弯折部(550)，所述弯折部(550)与所述曝气盘(540)连通。

28.根据权利要求23所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述曝气孔(541)的孔径为1mm～5mm。

29.根据权利要求23所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述曝气孔(541)的数量为多个，且各所述曝气孔(541)的分布呈椭圆形。

30.根据权利要求23所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述曝气盘(540)与所述阳极连接管(520)和/或所述阴极连接管(530)连接形成有倾斜角度。

31.根据权利要求23所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述风机(510)为罗茨风机(510)。

32.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阳极处理混合粉的加入量占所述阳极篮(310)体积的1/10～3/4；所述阴极处理混合粉的加入量占所述阴极篮(410)体积的1/10～3/4。

33.根据权利要求17所述的电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法，其特征在于，所述阳极篮(310)和所述阴极篮(410)均高于所述电解槽(100)高度的20cm～50cm。

技术总结本公开提供一种电解废旧锂电池粉中有价金属离子的方法包括如下步骤：获取n种不同种类的废旧正极电池粉，其中n≥2，n为正整数；对n种废旧正极电池粉进行分类，分别得到阳极处理混合粉和阴极处理混合粉；对阳极处理混合粉和阴极处理混合粉分别进行制浆操作，得到阳极浆料和阴极浆料；通过电解装置对阳极浆料和阴极浆料进行电离操作；对经过电离操作后的阴极浆料进行过滤，得到阴极电解后液即为有价金属离子溶液，实现对两种以上废旧正极粉中有价金属离子的高效且全面的电离回收，且操作简单又环保。技术研发人员：邬杰,刘娟,唐盛贺,王致富,王皓,李长东受保护的技术使用者：宜昌邦普循环科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27