[發明專利]一種利用廢舊三元鋰電池回收制備三元正極材料的方法

有效

• 申請號: 202010182830.6
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111206148B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 王本平;彭偉文;張夢龍;何幾文;蔡運何;王大偉;史錫嬌;陳明峰
• 申請（專利權）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B7/00;C22B3/38;C22B1/16;C22B23/02;C22B47/00;C22B26/12;H01M10/54;H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

1.一種利用廢舊三元鋰電池回收制備三元正極材料的方法，包括以下步驟：

1)將預處理的鎳鈷錳酸鋰廢正極粉料和硫酸鹽混合，焙燒，得到焙燒產物；所述步驟1)中硫酸鹽選自硫酸銨、硫酸氫鉀和硫酸氫鈉中的一種或多種；所述焙燒的溫度為350～750℃，焙燒的時間為0.5～2.5h；

所述步驟1)中預處理的鎳鈷錳酸鋰廢正極粉料按照以下步驟制得：

將廢舊鋰電池置于1～3mol/L的NaCl溶液中放電，粗碎細碎，200～600℃下熱解，分選，得到預處理的鎳鈷錳酸鋰廢正極粉料；

2)將所述焙燒產物水浸，得到水浸液和水浸渣；所述水浸液中含鋰鹽；所述步驟2)中水浸的溫度為30～90℃，時間為0.5～4h，液固比為1～5:1；

所述步驟2)得到的水浸液通過蒸發濃縮將鋰富集，加入液堿并通入CO₂，再通過調節pH值除雜后加入碳酸鈉溶液沉鋰，洗滌，干燥，得到電池級碳酸鋰；所述鋰富集的濃度為15～25g/L，調節pH值至10～13；所述沉鋰的溫度為60～100℃，時間為2～5h；所述碳酸鈉溶液的濃度為200～300g/L；

3)將所述水浸渣與酸溶液和雙氧水反應，得到鎳鈷錳浸出液；所述步驟3)中酸溶液選自硫酸溶液，所述硫酸溶液的濃度為150～250g/L；雙氧水的濃度為5～15g/L；所述水浸渣與酸溶液和雙氧水反應的溫度為30～90℃，時間為2～6h；

4)將所述鎳鈷錳浸出液經過除銅、除鐵鋁工序后得到的除雜后液再萃雜，得到萃雜后液；再有機萃取所述萃雜后液中的鈷、錳、鎳，得到的有機相皂化和反萃，得到純凈的硫酸鈷、硫酸錳和硫酸鎳溶液；所述萃雜采用的萃取劑為P2O4-磺化煤油；萃取鈷、錳采用的萃取劑為25vol％P5O7-75vol％磺化煤油或20vol％P5O7-80vol％磺化煤油，萃取鎳采用的萃取劑為25vol％P2O4-75vol％磺化煤油或20vol％P2O4-80vol％磺化煤油；

5)將所述硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳溶液與氫氧化鈉溶液和氨水共沉淀，將得到的前驅體與碳酸鋰混合后燒結，篩鐵，得到三元正極材料；

所述步驟5)中硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳溶液中鎳鈷錳的物質的量比為5:2:3、6:2:2或8:1:1；

所述氫氧化鈉溶液的濃度為3.5～10mol/L；所述氨水的濃度為2～10mol/L；

所述燒結的溫度為500～1200℃。