[发明专利]基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法

权利要求书

1.一种基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将废旧锂离子电池拆解，分离出正极片，正极片焙烧、破碎、筛分，从铝箔上分离出正极材料；

（2）将正极材料用苛性碱溶液浸出，过滤得到滤液和滤饼；

（3）滤液中加入碳酸盐反应，过滤，得到碳酸锂固体和苛性碱溶液；

（4）用硫酸浸出滤饼，得到浸出液和滤渣；

（5）调整浸出液中镍、钴、锰摩尔浓度，得到调整液；

（6）在惰性气体保护下，将调整液、氨水溶液与步骤（3）得到的苛性碱溶液并流至含有氨水溶液的反应釜中，在惰性气体保护下共沉淀制备三元材料前驱体；

（7）将三元材料前驱体干燥后，与步骤（3）得到碳酸锂固体混合焙烧，得到三元正极材料；

（8）以乙酰乙酸乙酯、乙醇与水的混合物为溶剂，向其中加入仲丁醇铝与甲醇锂，之后加入三元正极材料，反应得到凝胶，经焙烧得到铝酸锂改性的三元正极材料；

步骤（2）中，苛性碱为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾或氢氧化锂。

2.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（1）中，正极材料中镍、钴、锰摩尔比为5:2:3、3:3:3、6:2:2、8:1:1或4:2:2中的一种或多种；焙烧温度为450-700℃，焙烧时间为10-60min。

3.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（2）中，苛性碱溶液的浓度为0.5-3mol/L；浸出温度为10-100℃，浸出时间为0.5-2h，浸出时苛性碱溶液与正极材料的液固比为4-12:1。

4.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（3）中，碳酸盐为碳酸钾或碳酸钠，反应温度为20-90℃，反应时间为10-60min。

5.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（4）中，硫酸摩尔浓度为0.5-3.0mol/L；浸出温度为40-90℃，浸出时间为50-200min，硫酸与滤饼的液固比为5-10:1。

6.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（5）中，调整液中，镍的浓度为1-3mol/L，镍、钴、锰摩尔比为5:2:3、3:3:3、6:2:2、8:1:1或4:2:4；调整浸出液中镍、钴、锰摩尔浓度时，以镍、钴、锰的硫酸盐、硝酸盐或盐酸盐的形式进行添加。

7.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（6）中，惰性气体为氮气或氩气；氨水溶液摩尔浓度为0.5-2.5mol/L，步骤（3）得到的苛性碱溶液浓度为0.5-2.5mol/L，调整液的加入速度为1-8mL /min，氨水溶液的加入速度为1-8mL /min，苛性碱溶液的加入速度为2-20mL /min；并流前，含有氨水溶液的反应釜中的氨水溶液的体积占反应釜总体积的1/5-1/4。

8.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（7）中，干燥温度为70-120℃，干燥时间为10-20小时；焙烧是30-650℃焙烧3-6h，700-900℃再通入氩气焙烧7-15h。

9.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（8）中，仲丁醇铝与甲醇锂摩尔比为1:1。

10.根据权利要求1所述的基于废旧锂电池正极材料制备铝酸锂改性的三元正极材料的方法，其特征在于：步骤（8）中，以乙酰乙酸乙酯、乙醇与水的混合物为溶剂，加入仲丁醇铝与甲醇锂，常温搅拌20-40min，加入三元正极材料，搅拌20-70min，130-170℃反应13-17小时，得到凝胶，于300-600℃焙烧60-300min，得到铝酸锂改性的三元正极材料。