从锂离子二次电池正极废料铝钴膜中回收钴的工艺研究.pdfVIP

2001 年 3 月总第 144 期 　　　　稀 　有 　金 　属 　与 　硬 　质 　合 　金 1 ·试验与研究 · 从锂离子二次电池正极废料 ——— 铝钴膜中回收钴的工艺研究 钟海云 ,李 　荐 ,柴立元 ( 中南大学冶金科学与工程系 ,湖南 长沙 ,410083) 　　摘 　要 : 根据锂离子二次电池正极废料 ———铝钴膜原料中LiCoO2 的性质 ,提出了LiCoO2 在硫酸 、 双氧水体系中的分解反应为 : 　　　　　　　　2LiCoO + 3H SO + H O →Li SO + 2CoSO + 4H O + O ↑ 2 2 4 2 2 2 4 4 2 2 确定从中回收铝 、钴的工艺流程为 :碱浸 →酸溶 →净化 →沉钴 。碱浸液中的铝用硫酸中和制 取化学纯氢氧化铝 , 回收率 9484 % ;钴以草酸钴的形式回收 ,产品质量达到赣州钴钨有限责任公 司的草酸钴产品标准 ,直收率 9575 % 。每处理 1 t 铝钴膜废料可获纯利 4 56 万元 。 　　关键词 : 锂离子二次电池 ;正极材料废料 ;LiCoO2 ; 回收 ;钴 ;草酸钴 　　中图分类号 : TF816 　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : (2001) 　　钴是国民经济建设和国防建设不可缺少 原料回收钴的研究还未见报道 。本文在理论 的重要原料之一 ,也是高 、精 、尖技术的支撑 分析的基础上 ,研究了一种从铝钴膜废料中 材料 ,其应用范围日益扩大 , 消耗也越来越 直接回收钴的简单可行工艺 。 多 。据预测 , 以目前的消耗速度 ,原生钴资源 可供使用的年限不到 67 年[1 ] ,因此注重钴二 1 　原 　料 次资源的回收利用显得非常重要 。 锂离子二次 电池 的正极废料 ———铝钴 锂离子二次电池具有许多优异的性能 , 膜 ,外观为带状箔片 ,下层是作为集流体的纯 是便携 、移动仪器设备小型轻量化的理想电 铝箔 ,厚度 001 mm ; 上层为正极活性物质 ( ) 源 ,也是未来电动汽车用轻型高能动力电池 涂层钴酸锂膜 LiCoO2 , 呈黑色 , 厚度为 的首选 电源[2 ] 。1997 年锂离子 电池年产量 008 mm 。有资料介绍其正极活性物质涂层 ( 已达到 2 亿只左右 ,预计 20 世纪末将达到 4 大致 组 成 为 : 88 % 的正 极 活 性 材 料 Li [3 ] ( ) 合成较为简 CoO2 ) 、8 %的乙炔黑导电剂 、4 %的 PVDF 粘 ～5 亿只 。钴酸锂 LiCoO2 单[7 ,8 ] , 电化学性质稳定 ,所以被广泛用作锂 结剂[4 ] 。表 1 是试验原料的成分分析结果 。 离子二次电池的正极材料 ; 由于锂离子二次 根据 X 衍射分析 ,LiCoO2 为六面体结构[5 ] , 电池制造工艺要求较高 ,每年产生大量的铝 其中钴为低 自旋 Co3 + [9 ] 。 钴膜废料 。这种废料含钴较高 , 一般均在 2 　原理分析 40 % 以上 ,是回收钴的好原料 ,但直接以其为 收稿 日期 (