本發(fā)明涉及電池回收領(lǐng)域，尤其涉及一種從廢離子電池中回收制備新電極的方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池自實(shí)現(xiàn)商業(yè)化以來，以其具有能量密度大、質(zhì)量輕、壽命長且無記憶性的諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。由于鋰離子電池的使用壽命為2～3年，因此每年都會產(chǎn)生大量廢棄的鋰電池，而鋰離子電池中含有鈷5～20％、鋰5～7％、鎳5～10％。其中，鈷是一種稀缺資源，主要用于制造熱強(qiáng)合金、永久磁鐵，近年來隨著二次電池的飛速發(fā)展，鈷在電池行業(yè)的用量也明顯增加。鈷酸鋰合成較為簡單，電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料，無論從節(jié)約成本，環(huán)境保護(hù)，還是世界礦物資源的合理利用和開發(fā)等方面來看，鋰離子電池的回收和循環(huán)再利用均具有重要的理論意義和實(shí)用價值。從廢棄鋰離子電池高效回收電極材料具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種從廢離子電池中回收制備新電極的方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：一種從廢離子電池中回收制備新電極的方法，其特征在于，其步驟如下：

(1)將廢鋰離子電池放入0.1～1.0mol/L的氫氧化鈉水溶液中進(jìn)行1～3h的放電處理，采用手工進(jìn)行拆解，得到正極材料，

(2)將獲得的正極材料干燥，用馬弗爐在500～700℃下煅燒3～6h，升溫速率為5℃/min，保溫1h，自然冷卻至室溫；

(3)取出經(jīng)過焙燒的正極材料，加入水中并用電動攪拌器攪拌15～30min，加入水的質(zhì)量與正極材料的質(zhì)量比為1:40，攪拌過程中水的溫度為20～50℃，攪拌速度為100～200r/min；

(4)停止攪拌后，將容器里的混合物用10～20目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，篩上物為鋁箔，篩下物為含有正極活性物質(zhì)的溶液；篩上物鋁箔用水清洗1～3次，經(jīng)自然干燥獲得鋁箔；篩下物進(jìn)行抽濾，濾上物用水清洗1～3次，再經(jīng)自然干燥后，獲得鈷酸鋰粉末；

(5)使用球磨機(jī)對鈷酸鋰進(jìn)行球磨1～5h至粒徑為0.01～1.0mm；

(6)在鈷酸鋰粉末中加入125g/L的天然有機(jī)酸，固液比為20～30:1，同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水的混合溶液，固液比為10～40：1g/L，反應(yīng)溫度為80～100℃，反應(yīng)在攪拌條件下進(jìn)行，保證鈷酸鋰和溶液充分接觸，反應(yīng)完成后，過濾得到含鈷和鋰的濾液；

(7)向含鈷的濾液中加入草酸銨溶液，鋰離子不與草酸根發(fā)生反應(yīng)，因而得到草酸鈷沉淀；

(8)按鈷與鋰的摩爾比1:1～1.05在草酸鈷沉淀中加入鋰鹽粉末，研磨均勻后，在800～850℃下焙燒6～8h，得到可直接作為電極材料使用的鈷酸鋰粉末。

特別的，所述步驟(4)中的天然有機(jī)酸為檸檬酸、蘋果酸中的一種。

特別的，所述步驟(6)中的鋰鹽為硝酸鋰、碳酸鋰中的一種。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明對廢舊鋰離子電池進(jìn)行回收，將廢舊鋰離子電池進(jìn)行消電、拆分、粉碎、煅燒、球磨等程序后，得到廢舊的鈷酸鋰材料，再以此為原料制備合成新的鈷酸鋰電極，制備中使用了天然有機(jī)酸原料，避免廢液處理造成的二次污染，所用儀器簡單，操作方便，不僅能夠降低廢舊電池造成的環(huán)境污染，而且實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的循環(huán)再生利用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1

一種從廢離子電池中回收制備新電極的方法，其步驟如下：

(1)將廢鋰離子電池放入0.1mol/L的氫氧化鈉水溶液中進(jìn)行1h的放電處理，采用手工進(jìn)行拆解，得到正極材料，

(2)將獲得的正極材料干燥，用馬弗爐在500℃下煅燒6h，升溫速率為5℃/min，保溫1h，自然冷卻至室溫；

(3)取出經(jīng)過焙燒的正極材料，加入水中并用電動攪拌器攪拌15min，加入水的質(zhì)量與正極材料的質(zhì)量比為1:40，攪拌過程中水的溫度為20℃，攪拌速度為100r/min；

(4)停止攪拌后，將容器里的混合物用10目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，篩上物為鋁箔，篩下物為含有正極活性物質(zhì)的溶液；篩上物鋁箔用水清洗1次，經(jīng)自然干燥獲得鋁箔；篩下物進(jìn)行抽濾，濾上物用水清洗1次，再經(jīng)自然干燥后，獲得鈷酸鋰粉末；

(5)使用球磨機(jī)對鈷酸鋰進(jìn)行球磨1h至粒徑為1.0mm；

(6)在鈷酸鋰粉末中加入125g/L的檸檬酸，固液比為20:1，同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水的混合溶液，固液比為10：1g/L，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)在攪拌條件下進(jìn)行，保證鈷酸鋰和溶液充分接觸，反應(yīng)完成后，過濾得到含鈷和鋰的濾液；

(7)向含鈷的濾液中加入草酸銨溶液，鋰離子不與草酸根發(fā)生反應(yīng)，因而得到草酸鈷沉淀；

(8)按鈷與鋰的摩爾比1:1在草酸鈷沉淀中加入碳酸鋰粉末，研磨均勻后，在800℃下焙燒6h，得到可直接作為電極材料使用的鈷酸鋰粉末。

實(shí)施例2

一種從廢離子電池中回收制備新電極的方法，其步驟如下：

(1)將廢鋰離子電池放入1.0mol/L的氫氧化鈉水溶液中進(jìn)行3h的放電處理，采用手工進(jìn)行拆解，得到正極材料，

(2)將獲得的正極材料干燥，用馬弗爐在700℃下煅燒3h，升溫速率為5℃/min，保溫1h，自然冷卻至室溫；

(3)取出經(jīng)過焙燒的正極材料，加入水中并用電動攪拌器攪拌30min，加入水的質(zhì)量與正極材料的質(zhì)量比為1:40，攪拌過程中水的溫度為50℃，攪拌速度為200r/min，

(4)停止攪拌后，將容器里的混合物用20目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，篩上物為鋁箔，篩下物為含有正極活性物質(zhì)的溶液；篩上物鋁箔用水清洗3次，經(jīng)自然干燥獲得鋁箔；篩下物進(jìn)行抽濾，濾上物用水清洗3次，再經(jīng)自然干燥后，獲得鈷酸鋰粉末；

(5)使用球磨機(jī)對鈷酸鋰進(jìn)行球磨5h至粒徑為0.01mm；

(6)在鈷酸鋰粉末中加入125g/L的蘋果酸，固液比為30:1，同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水的混合溶液，固液比為40：1g/L，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)在攪拌條件下進(jìn)行，保證鈷酸鋰和溶液充分接觸，反應(yīng)完成后，過濾得到含鈷和鋰的濾液；

(7)向含鈷的濾液中加入草酸銨溶液，鋰離子不與草酸根發(fā)生反應(yīng)，因而得到草酸鈷沉淀；

(8)按鈷與鋰的摩爾比1:1.05在草酸鈷沉淀中加入硝酸鋰粉末，研磨均勻后，在850℃下焙燒8h，得到可直接作為電極材料使用的鈷酸鋰粉末。

上面對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。