本发明涉及废旧锂离子电池回收,具体涉及用于废旧锂离子电池回收的混合液及mofs前驱体的制备方法。
背景技术:
1、锂离子电池因具备高能量密度、高可循环性和较低生产成本等优点,一直是最主要的二次储能装置。近年来随着其生产量的大幅度上升,废旧锂离子电池数量也随之增加,如果未经适当处理而将其随意丢弃,废旧电池将会产生有毒气体(如hf)释放、重金属渗入水和土壤等危险后果,对人体健康造成极大危害。同时,废旧锂电池的原材料具有很高的回收价值,其中钴和锂是重要的战略金属。因此,从环境保护和资源循环利用的角度出发,合理、经济地处理回收废旧锂电池已成为一个亟待解决的问题。
2、目前酸浸工艺回收废旧电池已经非常成熟且应用广泛,原理是将正极材料中的有价金属镍钴锰锂等溶解到酸溶液中,再通过吸附、沉淀等方式进行提取,从而实现锂电池的资源化回收。但是完全酸浸回收会使用大量酸溶液,大量废液需要中和处理,同时浸出液混杂含有多种元素,后续回收需添加沉淀剂和络合剂制备前驱体,而添加沉淀剂极易导致团聚或组成不均匀,影响前驱体的质量,还会给废液处理带来诸多技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有废旧锂离子电池回收技术存在操作流程复杂且用其制备的前驱体质量差等问题,提供废旧锂离子电池回收以及用其制备前驱体的方法。本发明从废旧电池中浸出有价金属的同时实现锂的分离,并获得金属络合物前驱体,操作流程简单,原料廉价易得,运行成本低;制备的前驱体纯度高,有效解决了废旧锂离子电池的回收难题,同时制备的前驱体满足商业化要求。
2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种用于废旧锂离子电池回收的混合液,所述混合液包括还原性有机羧酸和铵盐;其中,所述还原性有机羧酸选自脂肪族羧酸、脂环族羧酸和芳香族羧酸中的至少一种。
3、本发明第二方面提供一种mofs前驱体的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
4、将前述第一方面所述的混合液和废旧锂离子电池正极材料混合,进行加热浸出,经固液分离后,得到金属络合物固体沉淀和含li浸出液;
5、将所述金属络合物固体沉淀进行水解,经过滤和干燥后,得到mofs前驱体。
6、通过上述技术方案,本发明所取得的有益技术效果如下:
7、(1)本发明的混合液可以将废旧锂离子电池正极粉充分溶解,选择性络合镍钴锰等有价金属并实现高效分离,前驱体的收率高。
8、(2)本发明采用混合液回收废旧锂离子电池正极材料制备mofs前驱体的方法,通过废旧锂电池得到金属络合物的操作简单,成本低,纯度高,结构稳定,可作为制备锂离子电池正极材料的前驱体,便于工业化生产。
9、(3)本发明回收制备的金属络合物经过xrd图谱分析,与标准mofs前驱体的xrd图谱进行分析比较,发现两者能够进行很好的对应,符合商业化的要求。
1.一种用于废旧锂离子电池回收的混合液,其特征在于,所述混合液包括还原性有机羧酸和铵盐;其中,所述还原性有机羧酸选自脂肪族羧酸、脂环族羧酸和芳香族羧酸中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的混合液,其中,所述铵盐选自有机铵盐和无机铵盐中的一种或多种;
3.根据权利要求1或2所述的混合液,其中,所述脂肪族羧酸选自甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、丙二酸、正丁酸、酒石酸、富马酸、己二酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、柠檬酸和苹果酸中的至少一种;
4.根据权利要求3所述的混合液,其中,所述还原性有机羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸和正丁酸中的至少一种;
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的混合液,其中,所述铵盐与还原性有机羧酸的摩尔比为1:1-15,优选为1:5-10。
6.一种mofs前驱体的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其中,所述加热浸出的温度为50℃-130℃,优选为60℃-100℃;
8.根据权利要求6或7所述的制备方法,其中,所述废旧锂离子电池正极材料和混合液的固液比为10-50g/l。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的制备方法,其中,所述制备方法还包括循环浸出步骤:向所述含li浸出液中加入新的废旧锂离子电池正极材料,补加所述混合液,以维持固液比不变。
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的制备方法,其中,所述水解步骤中,所述金属络合物固体沉淀与加入的去离子水的固液比为10-60g/l,水解温度为60-80℃,水解时间为15-45min。
