科创中国
废旧锂离子电池高效浸出回收工艺技术
发布时间: 2023-11-03
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
节能环保产业
成果介绍
近年来随着锂离子电池的需求和产量快速增长，废旧锂离子电池的产生量也随之与日俱增。废旧锂离子电池中含有大量的有价金属，是一种具有极高回收价值的二次资源。本工艺主要采用柠檬酸作为浸出剂。与无机酸相比，柠檬酸酸性温和、易降解、无二次污染等优点。柠檬酸作为一种三元有机酸，酸性强于其他有机酸，1 mol柠檬酸可以释放出3 mol H+，可以减少浸出过程中酸的消耗量。此外，柠檬酸具有一定的络合性，有利于有价金属元素的浸出。原料为仅去除外壳的废旧锂离子电池（包括正极材料、负极材料、集流体铜箔和铝箔、电解质、隔膜等）。
先将废旧锂离子电池去除塑料和铁质外壳，然后将剩下部分直接破碎并研磨成粉末，在特定条件下加入柠檬酸溶液中进行浸出，浸出完成后含有价金属的浸出液则通过萃取和沉淀依次分离提取其中各有价金属。浸出残渣中还有大量的金属Cu和Al，可作为二次资源直接进入铜或铝冶炼厂进行利用。此外，项目团队实验研究表明：电池原料中含有的金属Cu可以有效促进Co、Ni、Mn等金属的浸出，减少浸出过程中还原剂的添加量，有效降低浸出成本，提高有价金属回收率。金属浸出率达到98%以上。
成果亮点
该回收工艺主要具有以下几个优点：
（1）不需额外拆解分离电池正负极材料，处理流程短，工艺简单，提高废旧电池处理效率；
（2）采用三元柠檬酸作为浸出剂，其酸性温和、无二次污染、对设备腐蚀性弱，且作为三元酸可减少浸出中酸使用量，降低成本；
（3）电池原料中的金属Cu可以有效促进Li、Ni、Co、Mn等金属的浸出，可以减少浸出过程中还原剂的添加量，降低浸出成本；
（4）可以回收正极材料所有有价金属（Li、Ni、Co、Mn），回收率在95%以上，有机萃取剂经过反萃后，可以重复循环利用，降低分离回收金属成本；
（5）整个回收工艺的残余废液为柠檬酸溶液，自然易降解，环境污染小，实现清洁生产。
团队介绍
废旧锂离子回收技术团队长期从事于工业废水废气处理、固废资源化利用等方面研究，专业人员配备齐全，人才梯队结构合理，该技术团队包括国务院特殊津贴专家1名，教授3名，副教授5名，讲师2名，具有高级技术职称人员占比在80%以上，所有团队成员均具有博士学位，具有学历高、研发能力强的特点。
成果资料
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”高端装备用特种合金制造产业科技服务团 (中国金属学会) 评价时间：2023-11-13
谭伯川
重庆科技学院
-
综合评价
该成果采用酸性温和、易降解的有机柠檬酸作为浸出剂，浸出回收仅除去外壳的废旧锂离子电池，大大简化了废旧锂离子电池回收工艺流程，对传统废旧电池回收处理行业有一定的引领性作用，技术创新性很强，且技术成熟，投资回报比较可靠，目标市场处于成长市场，但该市场很快会出现多种技术路线，产品竞争会很激烈。
另外，因在回收工艺的稳定性方面论证不足，要特别预防环保、健康与安全风险，并需要进一步明确在废旧电池拆解和浸出回收过程中产生的二次污染无问题。
总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广
查看更多>
下载app