[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

本發明涉及鋰離子電池回收技術領域，公開了一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，包括放電、破碎、干燥、分選得到黑粉、堿浸泡除鋁、制備偏鋁酸鈉、分離碳材、回收銅、制備鎳鈷錳混合鹽溶液、配鹽，共沉淀合成前驅體。本發明具有以下優點和效果：本發明使用的原料常見易得，工藝簡單，對設備要求低，適合大規模生產；制備的混合鹽雜質含量低，無需萃取處理，可直接用于合成前驅體，成本低；電池回收效率高，排放少，綠色環保。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池回收技術領域，特別涉及一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高，體積小，使用壽命長，安全性高，環境污染小，無記憶效應等優點。自鋰離子電池商業化以來，經過30年的發展，鋰離子電池已逐步取代傳統鉛酸電池。

作為鋰離子電池的重要分支之一，綜合考慮能量密度、循環壽命、成本等各項性能，三元鋰離子電池的優勢突出，備受青睞，已被廣泛應用于3C，新能源汽車，儲能等領域。尤其是新能源汽車領域，近年來，受環境污染的困擾及化石能源不足的影響，新能源汽車處于井噴式發展階段，三元鋰離子電池的需求量持續增長。

三元電池需求量增加，將帶來以下兩個問題：(1)資源短缺，一方面，制造三元電池的部分原料在地殼中儲量低且分布不均勻，需求量增加將導致資源短缺問題更為嚴峻，另一方面，受國際政治關系影響，上游原料資源供應緊張，價格上漲，與鋰電相關材料價格屢創新高；(2)環境污染，三元鋰動力電池平均壽命3-5年，超過生命周期需要進行報廢處理，如不妥善處理，電池中的氟化物，鎳鈷錳等重金屬，將造成嚴重污染，對環境造成巨大壓力。

通過對廢舊鋰離子電池中Li進行資源化回收、利用不僅有利于解決資源短缺問題，而且有利于減輕環境污染壓力。

發明內容

本發明的目的是提供一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，該方法使用的原料常見易得，工藝簡單，對設備要求低，適合大規模生產；制備的混合鹽雜質含量低，無需萃取處理，可直接用于合成前驅體，成本低；電池回收效率高，排放少，綠色環保。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種回收廢舊三元鋰離子電池制備前驅體的方法，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，壓濾得到除鋁黑粉、濾液1；

S4，使用酸、還原劑浸出除鋁黑粉中鎳鈷錳，壓濾后得到碳材、濾液2；

S5，向濾液2中添加鐵粉，壓濾后得到銅、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，壓濾得到氫氧化鐵、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。

本發明的進一步設置為：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。

本發明的進一步設置為：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。