TWI286850B - A recycling means for scrap lithium batteries - Google Patents

Description

1286850 I、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域 本案發明人乃以其本身 斷的思慮研究，終使本發明 提供一種廢鋰電池資源再生 再以不會產生高熱的機器切 鋰電池切割分離後之鐵質外 離膜（塑膠）及負極（主要 回收做最終處理或送至其他 鐘、鈷所在的正極部分，利 固液比為3g/i〇〇mi 時，可使鐘之浸潰溶解回收 溶解回收率達到9 g · 7 % )調整浸潰液之p Η值至八 離子將產生膠凝沉澱，而僅 時過濾去除鈷（C 〇 )、鋁 物，並在溶液比為1 : 5 ( 溫度為9 5 °C的情況下攪拌 含量9 0 · 7 %的碳酸鋰沉 (Co)、鋁（a 1 )、鎳 酸洗並調整p Η值為二，使 氨水調整ρ Η值為八，可將 過濾將可去除含鋁（A 1 ) 酸洗液再次利用硫酸將ρ Η 内予以電解回收，陰極為不 從事相關行業多年經驗、及不 得以誕生，其首要之目的乃在 方法，將廢鐘電池予以放電， 割將其剪斷分離，其中，該廢 殼部分，可以送至熔煉廠；隔 含銅、碳等物質）部份，則可 資源回收廠予以回收，而至於 用濃度4 · 0 Ν的鹽酸浸潰、 ’在7 0 °C的溫度下浸潰二小 率達到9 6 · 4 %，鈷之浸潰 ’接著以氫氧化鈉（N a〇Η 時，則浸潰液中的鈷、鋁、鎳 剩鋰離子溶存於浸潰液中，此 (A 1 )、鎳（N i )之膠凝 浸潰液/飽和碳酸鈉溶液）、 一小時，即可得到佔原正極鋰 澱粉末；另經過濾、所得之含姑 (N i )之膠凝物，先以硫酸 其完全溶解於液相中，再加入 鋁離子予以膠凝沉澱，此時經 之膠凝物，最後再將過濾後之 值調整至4 · 3後倒入電解槽 鏽鋼片、陽極為鉑片，利用恒

1286850 五、發明說明（2) 溫水浴使電解液保持在5 5 °C，通以固定χ · 5 a / d y的電流八小時後，鈷、鎳金屬將沉積在陰極不鏽鋼片 ^店經乾燥後可取得佔原正極鈷含量8 2 . i 〇%的鈷及 極鎳含量7 2.2 3 %的鎳，且經電解所得之沉積 金屬/、麵之純度為9 8 · 1 4 %。 【先前 按 如鐘（ 銅（C ，將會 並禍及 充放電 出之鋰 爆炸的 因 電解等 擬出廢 案發明 技術】 一般廢棄 Li)、 u )等） 對環境造 後代子孫 的過程中 金屬接觸 危險性； 此，如何 方法，來 鐘電池有 人之發明 鐘離子二 鈷（C 〇 ，這些金 成嚴重污 ;且該廢 造成鋰金 到水或空 提供一種 回收廢鐘 價金屬回 動機所在 次電池中 )、紹（ 屬若未妥 染、形成 棄鋰電池 屬析出， 氣中的濕 利用放電 電池中鋰 收技術與 含有各種有價金屬（例 A "、鎳（N i )、 善處理而任其隨意棄置 難以彌補的公害問題， 極有可能是由於在反覆 而一旦廢棄鋰電池中析 氣時’便會引發火災或 、次 >貝、沉殿、酸洗及 、鈷等有價金屬，並研 流程之方法是為激發本 【發明内容】 請參閱如第一圖所示，本發明係提供一種廢鍟電池資 源再生方法，將廢鐘電池1 (其内部構造請參閱附件一） 内部之殘餘電量放盡，再以不會產生高熱的機器切割2該

五、發明說明（3) 廢鋰電池1剪斷分離 質外殼3部分； 利 0 0m )之浸 溶解回 過濾後 整浸潰 (Co 沉澱（ 1溶存 3 )溶 8 2) 極鐘含 所示） 用濃度 1，在 潰溶解 收率達 所得之 液p Η )、鋁 請參閱 於浸潰 液、液 、在9 量9 0 其中該廢鋰電池1切割分離絲 可以送至熔煉廠3 1 回收做最終處理4 1或送 ，如有顯著之電解液則可 作用產生氟化|弓沉殿，而 )部份’則送至熔煉廠5 C 〇 )所在的正極6部分 ，且該隔離膜4 (塑膠材料）口 至其他資源回收廠4 2予可 , Λ回I]合 加入鈣離子使其與電解液中的= 該負極5 (主要含銅、碳等物= 1處理，至於鋰（L i )、紅貝 5古( 4 · 〇 Ν 的 7 〇 °C的溫 回收率達到 到 9 9 · 7 浸潰液接著 值為八時（ (A 1 )、 如第三圖所 液中，此時 液體積比1 5 °C的情況 • 7 %的碳 鹽酸浸潰7，固液比為3 g /工 度下浸潰二小時，可使鋰（L 土 9 6 · 4 %，鈷（C 0 )之浸 ^ % (請參閱如第二圖所示），經 用以氫氧化鈉8 (Na〇H)調 請參閱附件二），浸潰液中的鈷 錄（N i )離子將產生膠凝物而 示），而僅剩鋰（L i )離子8 再以飽和的碳酸鈉（N a 2 C〇 • 5 (次潰液/飽和碳酸納溶液 下攪拌一小時，即可得到佔原正 酸鐘粉末8 3 (請參閱如第四圖

另經過濾含鈷（c 〇 )、鋁（A 1 )、鎳N 以？酸酸洗9調整P Η值為二，使其中所含金 屬…谷解而存於液相中，再加入氨水9丄調整ρ Η值為 1286850

五、發明說明（4) 八，使溶液 A 1 )之膠 9 2 將 p Η 收9 3，其 使電解液溫 的電流密 屬粉末9 4 經乾燥後可 正極鎳含量 中之鈷金屬 利用與減量 f之i呂 凝物， 值調整 陰極為 度保持 度八小 將沉積 取得佔 7 2· 純度為 之雙重 離子沉 最後再 至4 · 不翁鋼 在5 5 時後， 在陰極 原正極 2 3 % 9 8· 目的（ 澱，此 將過濾 3後， 片、陽 °C，通 含姑（ 不鐵鋼 始含量 的錄，14% 請參閱 經過 後之酸 倒入電 極為鉑 以固定 Co) 片上（ 8 2· 且經電 ，而達 如第五 濾將可去除 洗液再次利 解槽内予以 片’利用恆 1 · 5 A / 、鎳（N i 請參閱附件 1 0 %的銘 解所得鈷、 到廢棄物資 圖所示）。 含鋁（ 用硫酸 電解回 溫水浴 dm2 )之金 三）， 及佔原 鎳金屬 源再生

【實施方式】 本發明係提供一種廢鋰電池資源再生方法，將廢鋰電 池放電後，再以不會產生高熱的機器切割使其分離，而將 鋰（L 1 ^、鈷（C 〇 )所在的正極部分，藉由高濃度的 鹽酸，在高溫度下浸潰，再用氫氧化鈉（Na〇H)予以 調整浸潰液p Η值至八’浸潰液中的鈷（◦ 0 )、鋁（a 1 )、鎳（N i )離子將產生膠凝沉殿，而僅剩鋰離子溶 存於浸潰液中，此時過濾去除麵（C 〇 ) 、I呂（A 1 )、 鎳（N i )的膠凝物’並在溶液比為1 : 5 (浸潰液/飽 和碳酸納溶液）、9 5 °C的情況下充份攪拌，即可得到佔 原正極鋰含量9 0 · 7%的碳酸鐘粉末； 另經過濾含始（C 〇 ) 、|呂（a 1 )、鎳（n i )之

第9頁

1286850 以硫酸酸洗 於液相中， 去除含鋁之 酸將p Η值 其陰極為不 溫度保持在 小時後，鈷 可取得佔原 量 7 2 · 2 為 9 8 · 1 並將浸 再加入 膠凝物 調整至 鏽鋼片 5 5 °C 、鎳金 正極始 3 %的 4 %， Η值為二，使其 Η值為八，此時 過濾後之酸洗液 入電解槽内予以 片’利用恆溫水 1 · 5 A / d m 陰極不鏽鋼片上 1 0 %的鈷及佔 所得知沉積金屬 即可得高純度之 五、發明說明（5) 膠凝物，先 完全溶解存 經過濾將可 再次利用硫 電解回收， 浴使電解液 2的電流八 ，經乾燥後 原正極鎳含 其録之純度 始金屬。 潰液調整P 氨水調整P ，最後再將 4 · 3後倒 、陽極為鉑 ，通以固定 屬將沉積在 含量8 2 · 鎳得經電解 即經電解後 為使本發明更加顯現出苴 — 點列舉如下： 、v丨生與貫用性，茲將其優 1、避免廢鋰電池污染環境。 3f到廢棄物資源再生利用 3、具安全性與進步性。 1 4 H界及產業界上㈣價值。 綜上所述，本發明裀p々々 :法提出申請’祈，•局審UaC申請要件’爰 專利權，實感德便。 —要貝明鐘，並賜予本發明 1286850

1286850

第12頁

Claims (1)

1286850 六、申請專利範圍 種廢f電池資源再生方法，其主要特徵在於：將廢 再以…生高熱的機器切割使其分離， ^ ^ m ^太古、" )所在的正極部分，藉由高濃 度的鹽酸，在兩溫度下浸潰，再用氫氧化M ( N a〇Η ) Τ以調整浸潰液ρ Η值至八’浸潰液中的鈷（c 〇 )、鋁 子ϋ丄：U1)·子將產生膠凝沉澱’而僅剩鋰離 子♦存於次 >貝液中，此時過濾去除鈷（c 〇 )、 )、鎳（N i )的膠凝物，並在溶液比為丄：、、夺、主 /飽和碳酸納溶液）、9 的情況下充份授拌，（^二 到佔原正極鋰含量9 〇 . 7 %的碳酸鋰粉末； 、 另經過濾含鈷（c 0 )、鋁（A丨）、鎳 · 膠凝物，&以硫酸酸洗並將浸潰液調整p w 1丄： 完全溶解存於液相[再加入氨水調整Pd; 經過濾將可去除含鋁之膠凝物，最後再將:此$ 再次利用硫酸將ρ Η值調整至4 · 3德5 =後之酸洗液 電解回收’其陰極為不鏽鋼[陽極為鉑：：=槽内予以 浴使電解液溫度保持在5 5 t，通以固定，^用恆溫水 2的電流八小時後，姑、錄金屬將沉 dm ，經乾燥後可取得佔原正極鈷含量8 2在^桎不鏽鋼片上 f正極鎳含量7 2 . 2 3 %的鎳得經電解上〇β ?的鈷及佔 3屬之純度為Μ]…即經電解彳Ϊ:;:ί屬之

第13頁 1286850 四、中文發明摘要（發明名稱：廢鐘電池資源再生方法） 伍、（一 444 7 廢 機 鐵 隔 正 鹽 氫 、本案代表圖為：第一圖 、本案代表圖之元件代表符號簡單說明 鋰電池 器切割 質外殼 溶煉廠 離膜 最終處理 資源回收廠 極 溶煉廠 極 酸浸潰 氧化鈉（N a〇Η ) 陸、英文發明摘要（發明名稱·· a recycling means for scrap lithium batteries) will be adjusted to 8 by NaOH to precipitate the cobalt, nickel and aluminum ions. By filtration, the lithium ions can be separated from the precipitates. By adding the saturated NaC03 into the lithium solution, the lithium ions can be recovered as the powder of L i C03. The precipitate can be dissoved by H2S04 with a pH at 2 . Then, by adding the ammonia water to adjust its pH into 8

1286850 四、中文發明摘要（發明名稱：廢鐘電池資源再生方法） 8 8 8 4 •鋰（L i )離子 •飽和碳酸鈉溶液 •碳酸鋰粉末 酸洗 •氨水 •硫酸 •電解回收 •含始（Co)、鎳（Ni)之金屬粉末 陸、英文發明摘要（發明名稱：a recycling means for scrap lithium batteries) to precipitate the aluminum ions. After the filtration, the pH of filtrate was adjusted to 4 by adding the H2S04. And the final solution was put into an electric wining device at 55OC to recover the metals of cobalt and nickel as a precipitate at the stainless plate.