[发明专利]一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法

说明书

一种废旧锂离子电池制备三元锂电池材料前驱体的方法，主料包括正极材料废料粉末和金属硫化物，以三元锂电池正极废料和硫化镍中间品为原料，向锂离子电池正极材料废料中添加硫化镍中间品废弃物，加入适量硫酸在高压条件下反应浸出，卸压后加入少量过氧化氢作为还原剂继续浸出镍钴锰有价元素，并对浸出液进行除杂、配比，再以配比后的金属离子混合液、氨水和氢氧化钠为原料制备锂离子电池正极材料前驱体。本发明废料浸出率高、流程短、工艺简单、成本低廉，不仅可以大规模处理锂电池正极材料废料，还可以处理废弃硫化镍中间品，促进了锂离子电池正极材料废料和废弃硫化镍中间品的回收。

技术领域

本发明涉及一种制备三元锂电池材料前驱体的方法，特别涉及一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法。

背景技术

锂离子电池因具有能量密度高、循环性能好、易于携带、充放电效率高等优点而广泛应用在各类电子设备、电动汽车、军事等方面，尤其是随着电动汽车的发展，动力型锂离子电池更是迎来了空前发展。但废旧锂离子电池材料回收利用问题也随之而来，尤其是2018年作为我国第一代锂电池报废高峰，其回收再利用市场价值更是不可估量。

锂离子电池正极废料中因含有大量的镍、钴、锰和锂等金属元素，因此如何高效再生利用这些废旧锂离子电池便成了国内外研究学者的热点。采用而湿法冶金处理因具有处理效果好、流程短、工艺简单而备受关注。且基于回收产品的不同其工艺也不同。

CN107475538A公布了一种采用柠檬酸和硫代硫酸钠对废旧钴酸锂中有价金属浸出的方法，柠檬酸相比常用无机酸昂贵，且以草酸铵进行沉钴容易造成污染。

CN106848474A公布了一种从锂离子电池正极材料废料中回收正极材料前驱体和碳酸锂的方法，但该法采用的酸具有含挥发性，容易造成酸损失，且对设备腐蚀性较强。

CN106848470A公布了一种将正极废料中镍钴锰浸出后得到浸出液，再经除杂、经调节溶液浓度等步骤，经氢氧化物和碳酸盐二次共沉淀得到三元前躯体，但此时前驱体存在杂相，是两种不同类型的前驱体的混合物。

CN106450548A公开了一种废旧锰酸锂正极材料制备三元正极材料的方法，该发明专利的原料为废旧锰酸锂，且最终制备的是三元锂离子电池正极材料，制备三元锂离子电池正极材料的原材料过于单一，不能将多种废旧正极材料混合。

CN104659438B公开了一种利用废电池制备三元正极材料前驱体的方法，该发明专利需要对废旧电池进行拆分、焙烧等步骤，工艺较为复杂，增加了生产成本。

上述的现有技术存在缺点如下：浸出过程引入了新杂质进入浸出液中，增加了除杂成本。同时对设备腐蚀要求也比较高，得到的最终产品中含有杂质相。采用硫代硫酸钠为还原剂，浸出过程不仅会引入钠离子，还会生成大量的二氧化硫，对工作环境危害较大，同时沉淀剂也引入了氨污染。采用挥发性酸不仅造成酸浪费，且挥发性酸对设备具有腐蚀性，增加了生产对设备抗腐蚀性要求，且化学共沉淀法得到的正极材料相比前驱体加入锂源烧结得到的正极材料性能要差；而二次沉淀的三元前驱体导致产品存在杂相。

发明内容

发明的目的在于提供一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，本发明废料浸出率高、流程短、工艺简单、成本低廉，不仅可以大规模处理锂电池正极材料废料，还可以处理废弃硫化镍中间品，促进了锂离子电池正极材料废料和废弃硫化镍中间品的回收，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，主料包括正极材料废料粉末和金属硫化物，其中，正极材料废料粉末的重量为30～45g，金属硫化物的重量为5～20g，制备步骤如下：

S1：将预烘干后的锂电池正极材料废料粉末与金属硫化物混合均匀；