[發明專利]一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法

在審

• 申請號: 202210219092.7
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114583309A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 雷青國;劉長來;夏詩忠;陳琳;王飛;劉持歡
• 申請（專利權）人: 駱駝集團資源循環襄陽有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張淼超

1.一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于包括以下步驟，

S1，將三元鋰離子電池放電、破碎、烘干、分選，得到黑粉；

S2，用堿浸泡黑粉后，固液分離得到除鋁黑粉、濾液1；

S4，使用酸、還原劑浸出除鋁黑粉中鎳鈷錳，固液分離得到碳材、濾液2；

S5，向濾液2中添加鐵粉，固液分離得到銅、濾液3；

S6，向濾液3中加入氧化劑，再加堿調節pH，氫氧化鐵沉淀后，固液分離得到氫氧化鐵、濾液4；

S7，使用堿調節濾液4pH值，沉淀鎳鈷錳，經壓濾、水洗后得到鎳鈷錳氧化物和濾液5；

S8，反溶鎳鈷錳氫氧化物制備鎳鈷錳混合鹽溶液；

S9，配鹽，共沉淀合成前驅體。

2.根據權利要求1所述的一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于：S9中，前驅體為三元或四元前驅體，前驅體化學通式為：Ni_aCo_bMn_cAl_1-a-b-c(OH)₂,其中0.3≤a≤0.96，0＜b≤0.2，0＜c≤0.3，前驅體振實密度為1.6-2.4g/cm³，D50為3-10μm；。

3.根據權利要1或2所述的一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于：S9中，合成前驅體的鹽濃度為0.18-0.23mol/L，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種，堿濃度為4-11mol/L,氨水濃度為10-15mol/L，n(堿)：n(鹽)＝2.0-2.1,n(氨)：n(鹽)＝1-2。

4.根據權利要求1或2所述的一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于：包括S10，向濾液5中加入碳酸鈉沉鋰，經水洗、過濾、重結晶得到高純碳酸鋰。

5.根據權利要求1或2所述的一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于：S2中，使用堿浸泡黑粉除鋁，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種，堿濃度為0.1-10mol/L，堿浸固液比為1:2～1:10，n(堿):n(鋁)＝1-3，堿浸溫度為60-100℃，浸出時間為3-8h。

6.根據權利要求3所述的一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于：包括S3，向濾液1中加入酸，得到氫氧化鋁沉淀，沉淀經洗滌、壓濾后，加入液堿回收鋁制備偏鋁酸鈉；S3中，使用硫酸調節pH沉淀鋁，其中硫酸濃度為1-4mol/L,氫氧化鋁沉淀pH值為4-6，反應時間為3-5h，氫氧化鋁水洗除雜，水洗固液比為1:1-1:5，水洗2-5次，水洗溫度為30-60℃，向氫氧化鋁中加入5-10mol/L氫氧化鈉，控制溶液pH＞11，反應3-5h，反應溫度為60-80℃，過濾得到偏鋁酸鈉溶液。

7.根據權利要求1或2所述的一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于：S4中，采用酸、還原劑浸出黑粉中鎳鈷錳，浸出溫度為60-90℃，浸出時間為6-12h，酸為硫酸、鹽酸、硝酸中的一種或幾種，還原劑為雙氧水、焦亞硫酸鈉中的一種或兩種。

8.根據權利要求1或2所述的一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，其特征在于：S5中，采用鐵粉除銅，鐵粉加入量為銅物質量的1.1-1.5倍，反應溫度為80-90℃，反應時間為1-2h；S6中，氧化劑為雙氧水或臭氧中的一種或兩種，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水中的一種或多種，除鐵鋁pH為3.8～4.5，反應溫度為80-90℃，反應時間為3-5h；S7中，堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水中的一種或多種，鎳鈷錳沉淀pH值為7-9.5，水洗固液比為1:2-1:5，水洗時間為1-2h，水洗溫度為30-70℃。