发明名称 一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法
摘要 一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法:1)采用含氟有机酸水溶液分离废旧锂离子电池正极材料中的活性物质与铝箔,液-固-固分离得到浸出液、含锂活性物质和铝箔;2)含锂活性物质分别进行高温焙烧、碱液除杂处理;3)浸出液分别进行加酸蒸馏回收含氟有机酸、加碱沉淀杂质离子、碳酸铵共沉淀制备镍钴锰碳酸盐三元前驱体;4)将处理后的活性物质和镍钴锰碳酸盐三元前驱体混合物组分调控,配入一定比例的碳酸锂后高温固相烧结再制备镍钴锰酸锂三元复合正极材料。本发明适用范围广,分离介质可循环利用,含锂活性物质与铝箔分离效率高,实现了废旧锂离子电池中正极材料的短程直接再制备,适合进行废旧锂离子电池大规模资源化回收。
申请公布号 CN102751549A 申请公布日期 2012.10.24
申请号 CN201210230857.3 申请日期 2012.07.04
申请人 中国科学院过程工程研究所 发明人 曹宏斌;张西华;谢勇冰;林晓;张懿
分类号 H01M10/54(2006.01)I 主分类号 H01M10/54(2006.01)I
代理机构 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 代理人 成金玉
主权项 一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将废旧锂离子电池正极材料直接或破碎后,与含氟有机酸水溶液混合,并进行反应,使废旧正极材料中的含锂活性物质与铝箔分离,然后进行液‑固‑固分离,分别得到浸出液、含锂活性物质和铝箔;(2)将分离得到的含锂活性物质置于高温炉中焙烧,除去其中的导电剂和粘结剂,然后采用碱溶液溶解焙烧后得到的正极活性物质,以除去其中的少量杂质铝,得到脱铝失效正极活性物质;(3)向步骤(1)所得的浸出液中加入无机酸,并进行加热处理,采用相对挥发度的不同回收水溶液中的含氟有机酸,用于继续处理废旧锂离子电池正极材料,热处理后得到的残液通过加碱中和沉淀去除Al3+、Fe3+杂质,反应后得到除杂净化液;(4)向步骤(3)所得的除杂净化液中加入镍、钴或锰盐,调节净化液中的镍、钴和锰的摩尔比为1:1:1,然后加入碳酸铵溶液,使所述除杂净化液的pH值控制在10.0~10.4,采用共沉淀法制备镍钴锰碳酸盐三元前驱体;(5)将步骤(2)和步骤(4)得到的固体产物进行过滤、洗涤、烘干后充分研磨,得到镍钴锰三元混合粉末;(6)加入镍、钴或锰盐,调节步骤(5)得到的混合粉末中镍、钴和锰的摩尔比为1:1:1;(7)向步骤(6)中组分调控后得到的混合粉末中加入一定比例的碳酸锂,使Li与Ni、Co和Mn金属总量的摩尔比为理论值的1.05~1.1倍,充分研磨混合均匀后过200目标准筛,将筛下物置于高温炉中,以2℃·min‑1速率升温至800℃~850℃高温后,恒温15h~20h,然后缓慢降至室温,再制备电池材料级镍钴锰酸锂正极活性物质。
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