[發(fā)明專利]一種從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110331503.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113200574A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐星;李東民;季瑋杰;張佳峰;張寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G53/00
• 分類號(hào): C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/54
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于步驟如下：

(1)將廢舊LiNi_xCo_yMn_zO₂和LiCoO₂混合極片原料直接粉碎，堿性浸出得到富含Li、Ni和Co的浸出液及含大量Mn元素的浸出渣；

(2)取步驟(1)含大量Mn元素的浸出渣和直接粉碎的廢舊LiMn₂O₄極片料機(jī)械混合，混合粉末采用無(wú)機(jī)酸溶解得富含鋰和錳的浸出液，再除去浸出液中雜質(zhì)鋁和鐵；

(3)將步驟(1)浸出液和步驟(2)除雜后浸出液混合，根據(jù)混合溶液中鋰鎳鈷錳摩爾比，加入相應(yīng)金屬鹽調(diào)控，惰性氣氛下，水熱合成富鋰錳基正極材料前驅(qū)體；

(4)將步驟(3)富鋰錳基正極材料前驅(qū)體在馬弗爐中煅燒，即得到富鋰錳基正極材料Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于所述步驟(1)中廢舊LiNi_xCo_yMn_zO₂和LiCoO₂混合極片使用粉碎機(jī)粉碎，得到分散均勻的粉末，粒徑大小為45～200目。

3.根據(jù)權(quán)利要求1～2所述的基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于：所述步驟(1)中堿性浸出劑由氨、還原劑和pH緩沖劑組成，還原劑為亞硫酸鈉、過(guò)氧化氫、水合肼中的一種或幾種，pH緩沖劑為碳酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨中的一種或幾種，氨濃度為1～5M，還原劑濃度為0.5～3M，pH緩沖劑濃度為0～3M，廢舊粉末和浸出液的固液比為5～30g/L，反應(yīng)溫度為50～90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5～12h。

4.權(quán)利要求1～3所述的基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于：所述步驟(2)中無(wú)機(jī)酸為硫酸、硝酸、鹽酸中的一種或幾種，無(wú)機(jī)酸濃度為0.5～5M，浸出粉末和無(wú)機(jī)酸浸出液固液比為5～30g/L，反應(yīng)溫度為50～90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5～12h。

5.權(quán)利要求1～4所述的基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于：所述步驟(2)中除去浸出液中雜質(zhì)鋁和鐵，除雜劑由硫酸鈉和碳酸鈉組成，硫酸鈉質(zhì)量濃度為3～5g/L，碳酸鈉質(zhì)量濃度為80～200g/L，溶液pH為4.0～5.0，反應(yīng)溫度為60～80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5～2h。

6.權(quán)利要求1～5所述的基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于：所述步驟(3)中向混合溶液中加入相應(yīng)金屬鹽調(diào)節(jié)鋰鎳鈷錳的摩爾濃度為1.2:0.13:0.13:0.54，其中相應(yīng)金屬鋰鎳鈷錳鹽為硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、乙酸鹽中的任意一種。

7.權(quán)利要求1～6所述的基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于：所述步驟(3)中惰性氣氛為氬氣和氮?dú)馄渲腥我庖环N，通氣時(shí)間為2～64h，水熱合成溫度為100～300℃，反應(yīng)時(shí)間為2～64h。

8.權(quán)利要求1～7所述的基于從混合廢舊鋰電再生富鋰錳基正極的方法，其特征在于：所述步驟(4)中馬弗爐煅燒溫度為700～1000℃，煅燒時(shí)間為6～12h。