[發(fā)明專利]一種三元前驅(qū)體的環(huán)保制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811088115.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109411842B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高月春;毛信長(zhǎng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 余姚市鑫和電池材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54;H01M4/36;H01M4/50;H01M4/52;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明涉及電極材料領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)制備三元前驅(qū)體的工藝方法通常存在著制備成本高、污染性強(qiáng)等問(wèn)題，并且對(duì)于廢舊電池的回收利用效果有限，部分雜志難以去除的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種三元前驅(qū)體的環(huán)保制備方法。其包括：1)溶解廢舊電池中的金屬成分；2)通過(guò)混合木粉實(shí)現(xiàn)對(duì)雜志金屬的特異性捕集；3)沉積鎳鈷錳元素并進(jìn)一步去除沉積物中的鐵；4)球磨制得三元前驅(qū)體。實(shí)現(xiàn)了降低三元前驅(qū)體的制備成本，降低制備過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染和提高廢舊電池回收利用效果的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電極材料領(lǐng)域，尤其涉及一種三元前驅(qū)體的環(huán)保制備方法。

背景技術(shù)

三元前驅(qū)體是一種用以制備新能源汽車所使用的高效鋰離子電池復(fù)合正極材料的前驅(qū)體，其是由鎳鈷錳的氫氧化物Ni_xCo_yMn_z(OH)₂，通常的制備原料為鎳鹽、鈷鹽和錳鹽。但是，鎳和鈷是昂貴的具有戰(zhàn)略性價(jià)值的金屬材料，并且大量配制鎳鹽、鈷鹽和錳鹽混合溶液難免會(huì)產(chǎn)生較大的環(huán)境污染。因此，目前制備三元前驅(qū)體的工藝方法通常存在著制備成本高、污染性強(qiáng)等問(wèn)題。

而廢舊電池中含有大量的鎳鈷錳元素，尤其在廢舊電池的正極中，鎳鈷錳的含量較高。但是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)廢舊電池的處理往往較為簡(jiǎn)單，難以有效分離出各種重金屬成分，且廢舊電池中所含有的大量重金屬成分也極為容易對(duì)環(huán)境造成污染。

中國(guó)專利局于2017年2月15日公開(kāi)了一種廢舊電池中鎳鈷錳三元正極材料修復(fù)再生的方法的發(fā)明專利申請(qǐng)，申請(qǐng)公告號(hào)為CN106410313A，其方法為：從鈷酸鋰廢舊電池中拆分正極材料；將三元正極極片鋪于網(wǎng)帶上，控制網(wǎng)帶以持續(xù)振動(dòng)，同時(shí)控制氣體由下至上通過(guò)網(wǎng)帶網(wǎng)孔；在網(wǎng)帶振動(dòng)、網(wǎng)帶網(wǎng)孔有氣體流通的條件下，將三元正極極片在100～300℃和380～520℃分別加熱10～60分鐘，收集三元正極材料粉末Ⅰ；將三元正極材料粉末Ⅰ依次篩除碎裂鋁箔和電磁除鐵，得到三元正極材料粉末Ⅱ并球磨得到三元正極材料粉末Ⅲ；三元正極材料粉末Ⅲ在弱酸性下把鋁粉末溶解，三元正極材料表面侵蝕，形成高活性高分散性的三元正極材料，三元正極材料做為成核劑合成修復(fù)成顆粒均勻的球形三元前驅(qū)體材料。其實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢舊電池中三元正極材料的回收利用，但是其回收工藝流程較為粗陋，僅對(duì)鋁和鐵做了較為有效的去除，而對(duì)于其余重金屬成分則沒(méi)有有效地去除，如鈣、銅、鉛、碳、鋅和汞等元素，其為未這些元素進(jìn)行有效去除，所制備修復(fù)得到的三元正極材料也十分有限。

中國(guó)專利局還于2018年2月2日公開(kāi)了一種廢舊鎳鈷錳鋰離子電池中有價(jià)金屬的回收方法的發(fā)明專利申請(qǐng)，申請(qǐng)公告號(hào)為CN107653378A，其方法為將電池拆解、放電、破碎后的廢舊鎳鈷錳鋰離子浸入一定濃度的硫酸中，加還原劑進(jìn)行正負(fù)極片剝離和有價(jià)金屬鎳、鈷、錳、鋰浸出。浸出液鐵粉置換除銅，水解除鐵鋁，除雜后溶液經(jīng)配液合成鋁包覆鎳、鈷、錳三元正極材料前驅(qū)體，合成后的溶液蒸發(fā)濃縮，加碳酸鹽或通二氧化碳回收鋰。其的確可以通過(guò)酸溶再還原的方法高效提取出鎳、鈷、錳、鋰四種元素，并且對(duì)鐵、鋁和銅等雜質(zhì)元素進(jìn)行去除，但是其同樣無(wú)法對(duì)鈣、鉛、碳、鋅和汞等元素進(jìn)行有效去除，使得所回收的有價(jià)金屬中摻雜有含量較高的雜質(zhì)成分。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)制備三元前驅(qū)體的工藝方法通常存在著制備成本高、污染性強(qiáng)等問(wèn)題，并且對(duì)于廢舊電池的回收利用效果有限，部分雜質(zhì)難以去除的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種三元前驅(qū)體的環(huán)保制備方法。其主要目的是降低三元前驅(qū)體的制備成本，降低制備過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染。此外，本發(fā)明還要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊電池高效的回收利用的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種三元前驅(qū)體的環(huán)保制備方法，所述制備方法包括以下制備步驟：

1)以廢舊電池為原料，對(duì)廢舊電池進(jìn)行拆解、分揀和破碎操作，得到碎物料，將碎物料浸漬于過(guò)量稀硫酸中至其溶解完全，得到溶解液；