本發(fā)明涉及一種用于再利用廢鋰離子二次電池的還原金屬粉末及其制備方法，更具體而言，涉及一種通過(guò)廢鋰離子二次電池的低溫?zé)峤猥@得的含有大量金屬鎳和鈷的還原金屬粉末及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著汽車行業(yè)從內(nèi)燃機(jī)汽車向電動(dòng)汽車過(guò)渡，作為全球電動(dòng)汽車和二次電池的生長(zhǎng)軸的歐洲和中國(guó)正在尋求通過(guò)二氧化碳法規(guī)和環(huán)保汽車路線圖來(lái)擴(kuò)大電動(dòng)汽車的供應(yīng)并獲得競(jìng)爭(zhēng)力。因此，全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)預(yù)計(jì)將快速增長(zhǎng)。

2、隨著電動(dòng)汽車電池通常在使用5至10年后被丟棄，廢電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)也將真正增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2030年，全球電動(dòng)汽車廢電池的產(chǎn)量將達(dá)到約160萬(wàn)噸，許多不同的國(guó)家，主要是歐洲國(guó)家，正在大規(guī)模投資開發(fā)從廢電池中回收有價(jià)值金屬的工藝。

3、與重復(fù)使用(reuse)不同，廢電池再利用行業(yè)包括從廢電池中回收有價(jià)值金屬并將有價(jià)值金屬作為原料再利用，因此，解決環(huán)境問(wèn)題和確保有價(jià)值資源的穩(wěn)定供應(yīng)都是可以實(shí)現(xiàn)的。

4、廢電池再利用通常包括在放電、拆解和粉碎后通過(guò)濕法冶煉(smelting)或干法冶煉工藝提取有價(jià)值金屬，特別是，適合于高容量加工并提供高回收率的干法冶煉工藝正成為焦點(diǎn)。

5、干法冶煉包括在高溫下加熱粉碎后獲得的粉末，以焚燒并去除粉碎粉末中所含的有機(jī)化合物和聚合物成分，然后通過(guò)濕法提取有價(jià)值金屬。

6、干法冶煉工藝需要大量的時(shí)間和設(shè)備進(jìn)行放電，并且隨后經(jīng)歷復(fù)雜的工藝，因此使其本身不太經(jīng)濟(jì)，并且在高溫下加熱并排出的所得產(chǎn)物中，含有大量雜質(zhì)并需要提取的有價(jià)值金屬以氧化物的形式存在，這使得不可避免地使用強(qiáng)酸進(jìn)行濕法提取，從而導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種通過(guò)熱解廢鋰離子二次電池制備并且適合于以經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的方式回收有價(jià)值金屬的還原金屬粉末及其制備方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種從廢鋰離子二次電池中回收的還原金屬粉末，其通過(guò)熱解廢鋰離子二次電池而形成，并且含有金屬ni和co并具有磁性。

3、另外，本發(fā)明的還原金屬粉末的飽和磁化值可以為15emu/g以上。

4、另外，本發(fā)明的還原金屬粉末的飽和磁化值可以為30emu/g以上。

5、另外，本發(fā)明的還原金屬粉末可具有量為50重量％以上的金屬ni和co。

6、另外，本發(fā)明的還原金屬粉末的平均粒徑可以為20μm以下，并且粒徑分布中的標(biāo)準(zhǔn)偏差為10μm以下。

7、另外，當(dāng)本發(fā)明的還原金屬粉末中金屬ni與金屬co的摩爾比(mni/mco，其中mni和mco分別是還原金屬粉末中金屬ni的摩爾分?jǐn)?shù)和金屬co的摩爾分?jǐn)?shù))為第一摩爾比(m1)，并且熱解前的廢鋰離子二次電池的正極材料中ni與co的摩爾比(mni/mco，其中mni和mco分別是正極材料中ni的摩爾分?jǐn)?shù)和co的摩爾分?jǐn)?shù))為第二摩爾比(m2)時(shí)，第一摩爾比與第二摩爾比之差可以為第二摩爾比的10％以下。

8、另外，當(dāng)通過(guò)在400℃以下的溫度下加熱廢鋰離子電池以誘導(dǎo)自加熱來(lái)進(jìn)行熱解時(shí)，可形成本發(fā)明的還原金屬粉末。

9、另外，本發(fā)明的還原金屬粉末可不含除li、ni、co、mn和al以外的金屬離子，并且可不含f-和cl-的陰離子。

10、同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種通過(guò)濕法提取本發(fā)明的還原金屬粉末而制備的金屬化合物，其作為含有鎳或鈷的硫化物、氮化物或氯化物。

11、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種廢鋰離子二次電池的再利用方法，其包括：(a)將廢鋰離子二次電池填充到熱解爐中，(b)在攪拌所述廢鋰離子二次電池的同時(shí)提高所述熱解爐的內(nèi)部溫度以誘導(dǎo)所述廢鋰離子二次電池的自加熱，(c)繼續(xù)所述廢鋰離子二次電池的自加熱反應(yīng)，(d)排出在所述廢鋰離子二次電池的自加熱反應(yīng)完成后制備的第一粉末，以及(e)將所述第一粉末磁性分離(magnetically?separating)成由磁力驅(qū)動(dòng)的第二粉末和不由磁力驅(qū)動(dòng)的第三粉末，其中所述第二粉末可以是上述本發(fā)明的還原金屬粉末。

12、另外，在本發(fā)明的方法的步驟(a)中，廢鋰離子二次電池可處于未放電的狀態(tài)。

13、另外，在本發(fā)明的方法的步驟(b)中，內(nèi)部溫度可以為400℃以下。

14、另外，在本發(fā)明的方法的步驟(c)中，可以不加熱熱解爐。

15、另外，本發(fā)明的方法的步驟(c)可持續(xù)10至24小時(shí)。

16、另外，本發(fā)明的方法的步驟(c)可在惰性氣體氣氛中進(jìn)行。

技術(shù)特征：

1.一種從廢鋰離子二次電池中回收的還原金屬粉末，所述還原金屬粉末通過(guò)熱解廢鋰離子二次電池而制備，并且含有金屬ni和co并具有磁性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原金屬粉末，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原金屬粉末，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原金屬粉末，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原金屬粉末，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原金屬粉末，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原金屬粉末，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原金屬粉末，

9.一種通過(guò)濕法提取權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的還原金屬粉末而制備的金屬化合物，其作為含有鎳或鈷的硫化物、氮化物或氯化物。

10.一種廢鋰離子二次電池的再利用方法，所述方法包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種還原金屬粉末，其通過(guò)加工廢鋰離子二次電池以經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的方式從廢鋰離子二次電池中回收有價(jià)值金屬而制備。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的還原金屬粉末通過(guò)熱解廢鋰離子二次電池而制備，并且含有金屬Ni和Co并具有磁性。

技術(shù)研發(fā)人員：安孝修,金銀貞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：AK樹株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26