[發明專利]一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法

在審

• 申請號: 202011464487.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112573586A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 劉秉國;趙鋆澤;董恩華;董希志
• 申請（專利權）人: 徐州宇帆機電科技有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: C01G51/04
• 分類號: C01G51/04;C01G45/02;H01M10/54
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)將廢舊三元鎳鈷錳酸鋰離子電池進行放電預處理，對放電后的廢舊三元鋰離子電池進行拆解，得到電極、外殼以及電極引出端，剝離電極得到正極物質、負極物質以及集流體；

(2)將正極物質與負極物質按照一定比例混合、干燥、球磨、篩分后進行壓制，得到塊狀混合物料；

(3)將塊狀混合物料置于密閉微波高溫設備中，升溫前先向爐內通入氮氣，排出多余的空氣，然后在600～900℃的條件下保溫70～120min，加熱結束后待焙燒產物冷卻至室溫后取出，并對焙燒產物進行球磨；

(4)將焙燒產物置于3～7℃的水中攪拌浸出，同時不斷向冷水中通入二氧化碳氣體，浸出結束后過濾得到碳酸氫鋰溶液和浸出渣；

(5)對浸出渣進行干燥、反復磁選，得到磁性物質鎳鈷單質以及非磁性物質一氧化錳；

(6)對鎳鈷單質進行硫酸酸浸，對浸出液進行萃取、分離得到含鎳水相和含鈷有機相，再對含鈷有機相進行反萃取得到含鈷水溶液；

(7)向含鈷水溶液中加入草酸與氨水的混合物，過濾后得到草酸鈷沉淀，經過淋洗、烘干、磨粉過篩、煅燒后得到氧化鈷產品。

2.根據權利要求1所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，步驟(1)中放電預處理將鋰離子電池單體電壓放電到3.2V以下。

3.根據權利要求2所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，步驟(1)中放電預處理的具體步驟是：將廢舊三元鋰離子電池接入電阻用電器進行初步放電，初步放電時長為3～6小時，再將整個電池浸泡于氯化鈉溶液中進行深度放電，浸泡時長為12～24小時。

4.根據權利要求3所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，所述氯化鈉溶液的濃度為10～20g/L。

5.根據權利要求1所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，步驟(2)所述正極物質與負極物質的質量比為4～6：1。

6.根據權利要求1所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，步驟(4)通入所述二氧化碳的體積流量為2～4L/min，攪拌速率為500～800r/min，浸出時間為60～90分鐘。

7.根據權利要求1所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，步驟(6)所述酸浸過程硫酸的濃度為2.5～5mol/L，浸出液固比為2:1～6:1，浸出溫度為60～80℃，浸出時間為60～100分鐘。

8.根據權利要求1所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，步驟(6)所述萃取過程使用的萃取劑為cyanex 272。

9.根據權利要求1所述的一種利用廢舊三元鎳鈷錳酸鋰電池制備氧化鈷的方法，其特征在于，步驟(7)所述草酸與氨水混合物的pH為1～2，沉淀過程的pH為1.5～3。