[發(fā)明專利]一種鎳鈷錳酸鋰三元聚合物電池正極廢料回收方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711438929.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108172925A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔麗鋒;曹棟強(qiáng);王向陽(yáng);楊揚(yáng);趙美平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江中金格派鋰電產(chǎn)業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54;C22B3/00;C22B7/00;C22B47/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種鎳鈷錳酸鋰三元聚合物電池正極廢料回收方法，將回收的鎳鈷錳酸鋰電池正極廢料漿化，在酸性條件下還原浸出，用堿液調(diào)節(jié)PH沉淀鎳鈷錳，壓濾得到鎳鈷錳中間品，用于水鈷礦生產(chǎn)過(guò)程除鐵工序調(diào)節(jié)PH值，替代除鐵過(guò)程碳酸鈉的加入；過(guò)濾的氫氧化鋰溶液經(jīng)高分子PE微孔膜進(jìn)一步凈化后，緩慢加入磷酸溶液，用堿液控制溶液PH，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)陳化、離心過(guò)濾、純水洗滌和微波干燥，得到微米級(jí)磷酸鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎳鈷錳酸鋰三元聚合物電池正極廢料回收方法，屬于二次資源回收利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在環(huán)境污染和能源危機(jī)的雙重壓力下，尋找清潔的綠色能源是當(dāng)今世界共同努力的方向。鋰離子電池在清潔能源中占有很重要的一席之地，特別是鋰離子電池作為動(dòng)力源的汽車，近幾年發(fā)展迅速，針對(duì)全球能源和環(huán)境問(wèn)題提出了一條新的發(fā)展之道路。

鋰離子電池具有多種正極材料，層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO₂是當(dāng)前主要的商品化鋰離子電池正極材料，其綜合性能優(yōu)異，但成本較高，制約了其更大規(guī)模應(yīng)用；LiNiO₂晶體是層狀鹽巖結(jié)構(gòu)與LiCoO₂晶體結(jié)構(gòu)類似，LiNiO₂成本較低且更加環(huán)保，但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。LiMnO₂成本低、安全性和低溫性能好的正極材料，但是其材料本身并不太穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生氣體，多用于和其它材料混合使用，以降低電芯成本；鎳鈷錳酸鋰以相對(duì)廉價(jià)的鎳和錳取代了鈷酸鋰中三分之二以上的鈷，而且提高了能量密度，成本方面優(yōu)勢(shì)非常明顯，使得鎳鈷錳酸鋰材料成為新一代鋰離子電池材料的寵兒。

全球電動(dòng)化潮流下，高比能量電池是趨勢(shì)，而作為目前純電動(dòng)汽車主力的磷酸鐵鋰電池或?qū)⒅鸩酵顺龀擞密嚭臀锪鬈囀袌?chǎng)，2017年鎳鈷錳酸鋰三元聚合物鋰電池進(jìn)入快速發(fā)展期，目前已在動(dòng)力型圓柱鋰離子電池中得到廣泛應(yīng)用，而動(dòng)力電池使用周期5～8年，動(dòng)力鋰電池需求量和報(bào)廢量都在不斷增長(zhǎng)中，三元電池廢料產(chǎn)生主要有前驅(qū)體生產(chǎn)和三元材料燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生落地料、雜質(zhì)含量高的廢料和次品等，同時(shí)到2020年電池報(bào)廢將迎來(lái)高峰，累計(jì)報(bào)廢量將超20萬(wàn)噸。回收三元鋰離子電池廢料可節(jié)約51.3％的自然資源，包括較少45.3％的礦石消耗和57.2％的化石能源消耗，如果不進(jìn)行必要的回收，不僅造成資源浪費(fèi)，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是一種鎳鈷錳酸鋰三元聚合物電池正極廢料回收方法，將回收的鎳鈷錳酸鋰電池正極廢料漿化，在酸性條件下還原浸出，用堿液調(diào)節(jié)PH沉淀鎳鈷錳，壓濾得到鎳鈷錳中間品，用于水鈷礦生產(chǎn)過(guò)程除鐵工序調(diào)節(jié)PH值，替代除鐵過(guò)程碳酸鈉的加入；過(guò)濾的氫氧化鋰溶液經(jīng)高分子PE微孔膜進(jìn)一步凈化后，緩慢加入磷酸溶液，用堿液控制溶液PH，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)陳化、離心過(guò)濾、純水洗滌和微波干燥，得到微米級(jí)磷酸鋰。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案

所述鎳鈷錳酸鋰三元聚合物電池正極廢料回收方法，其具體步驟如下：

(1)將回收的鎳鈷錳酸鋰電池正極廢料(-180～-200目)加水漿化，在無(wú)機(jī)酸和還原劑共同作用下加熱攪拌浸出。

(2)將步驟(1)所得浸出液加堿調(diào)節(jié)PH沉淀鎳鈷錳，壓濾得到鎳鈷錳中間品，用于水鈷礦生產(chǎn)過(guò)程除鐵工序調(diào)節(jié)PH值。

(3)將步驟(2)過(guò)濾的氫氧化鋰溶液經(jīng)高分子PE微孔膜進(jìn)一步凈化后，緩慢加入磷酸溶液并攪拌，用堿液控制溶液PH，反應(yīng)物經(jīng)陳化、離心過(guò)濾、純水洗滌和微波干燥，得到微米級(jí)磷酸鋰。

進(jìn)一步的，步驟(1)本發(fā)明能夠使用于鎳基、鈷基或錳基的正極廢料及鎳鈷錳三元前驅(qū)體(NCM111、334、532、136、811等)的回收。