[发明专利]锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法和设备

权利要求书

1.一种锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法，其特征在于步骤如下：步骤一）将盛装正极活性物质的转运盒浸入装有酸溶液的酸溶槽，溶解正极活性物质，所述酸溶液浓度是1-3 mol/L，溶解温度是50-70℃，固液比1g:5-15 mL；

步骤二）将酸溶槽中溶解了正极活性物质的物料，经酸液泵泵至沉淀槽，向沉淀槽中加入氢氧化钠溶液，沉淀磷酸铁，完成除铁步骤，所述的氢氧化钠溶液浓度为5-7 mol/L，所述磷酸铁沉淀pH值为2-4；

步骤三）将除铁后的物料泵至储罐中，分析物料中Ni:Co:Mn物质量之比，向物料中添加NiSO₄·6H₂O、CoSO₄·H₂O、MnSO₄·H₂O或NiCl₂·6H₂O、CoCl₂·6H₂O，MnCl₂·4H₂O或Ni(NO₃)₂·6H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O调整三者物质量之比至所需比值；

步骤四）将步骤三的物料和加入氢氧化钠浓度为5-7mol/L的氢氧化钠水溶液，以及质量浓度25%的浓氨水与水的质量比为1:0.5-1.5的氨水，用蠕动泵泵入反应釜中进行共沉淀反应，得到镍钴锰三元氢氧化物前驱体沉淀；

步骤五）通过压滤机压滤来自步骤四的物料，分别获得镍钴锰三元氢氧化物前驱体和钠盐溶液，钠盐溶液泵至调整槽，向调整槽中补充氢氧化钠后，备步骤二使用。

2.根据权利要求1所述锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法，其特征在于步骤一中所述酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸的水溶液。

3.根据权利要求1所述锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法，其特征在于步骤三中所述的Ni:Co:Mn物质量之比可调整为1:1:1，8:1:1，5:2:3中的一种。

4.根据权利要求1所述锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法，其特征在于步骤四中所述的共沉淀反应的条件为：搅拌速度230-250rpm、反应温度为40-60 ℃、pH值10-12，共沉淀反应中所述氢氧化钠水溶液和氨水的添加量以反应pH值控制。

5.根据权利要求1所述锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法，其特征在于步骤五中所述钠盐滤清液补充氢氧化钠，补充后的混合碱液浓度为5-7 mol/L。

6.根据权利要求1所述锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法，其特征在于步骤一中所述的转运盒材质是塑料，如：聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯中的一种。

7.一种用于锂离子电池正极活性物质酸溶及其循环利用方法的设备，其特征在于：酸溶槽（1）经第一酸液泵与酸液罐相连接，在第一酸液泵的出料管路上装有第一电磁阀；含钠盐滤清液槽（8）经第一碱液泵（22）与沉淀槽（2）相连接，第一碱液泵（22）出料管路上装有第二电磁阀（24）；沉淀槽（2）出料口经第二碱液泵（21）与第一压滤机（3）连接；还包括一个接收第一压滤机（3）的镍钴锰三元氢氧化物前驱体和含钠盐滤清液的调整槽（4）；调整槽（4）经第三酸液泵（41）与存储槽（5）相连接；存储槽（5）经第四酸液泵（51）与共沉淀釜（6）相连接，共沉淀釜（6）出料口接第二压滤机（7）；接收来自第二压滤机（7）的含钠盐滤清液的含钠盐滤清液槽（8）经第三碱液泵（81）与碱液罐（82）相连接；酸溶槽（1）装有酸浓度电极（13），酸浓度电极（13）与酸浓度传感器（14）电性联接；酸溶槽（1）装有温度传感器（15）、电热管（16）、继电器（17）；沉淀槽（2）装有pH计（25），pH计（25）与pH传感器（26）电性联接；共沉淀釜（6）装有pH计（61），pH计（61）与pH传感器（64）电性连接；还经第一蠕动泵（62）与碱液罐（82）连接，以及经第二蠕动泵（63）与氨液罐（65）连接；

还包括一个接收酸浓度电极（13）与酸浓度传感器（14）采集的酸溶槽碱浓度信号对酸溶槽的酸浓度进行精确控制、接收温度传感器（15）采集的酸溶槽温度信号对酸溶槽的温度进行精确控制、接收pH计（25）与pH传感器（26）采集的沉淀槽（2）酸浓度信号对沉淀槽的pH值进行精确控制的单片机（9），一个接收单片机（9）发出的指令控制电磁阀的通断从而使酸溶槽的酸浓度、沉淀槽的酸浓度控制在设定范围内，控制继电器的通断从而使酸溶槽的温度控制在设定范围内的输出控制电路；输出控制电路与各电磁阀、继电器电性联接。