[发明专利]钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法和陶瓷级氧化钴及其应用

说明书

本发明提供一种钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法和陶瓷级氧化钴及其应用。钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法：将钴酸锂电池正极材料用双氧水溶液进行浸泡，然后过滤得到的固体在氢气氛围下加热反应得到产物；产物经浸锂得到钴渣，在有氧氛围下加热反应得到产物；将产物用双氧水溶液进行浸泡，过滤得到氧化钴；将氧化钴烘干后进行粉碎得到陶瓷级氧化钴。陶瓷级氧化钴使用钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法制得。陶瓷级氧化钴的应用，用于陶瓷着色。本申请提供的方法生产流程短、成本低，可实现锂电池材料的循环利用；不添加增加杂质的助剂，有害杂质少，后处理简单；陶瓷级氧化钴电导率低，陶瓷着色更加稳定。

技术领域

本发明涉及锂电池回收领域，尤其涉及一种钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法和陶瓷级氧化钴及其应用。

背景技术

钴酸锂是一种无机化合物，一般用作锂离子电池的正电极材料。以钴酸锂作为正极的电池其结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高，主要用于中小型号电芯，广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中。这些电池或电器的报废将产生大量废旧锂离子电池，如若不对其回收处理将成为新的环境污染源。同时，对资源也是一种极大浪费。基于环境和资源角度考虑，将钴酸锂回收实现资源的循环利用，解决环保问题，成为亟待研究的方向。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法，生产流程短，生产成本低，可实现锂电池的循环利用；生产陶瓷级氧化钴过程中不添加增加杂质的助剂，有害杂质少，后处理简单。

本发明的第二目的在于提供一种陶瓷级氧化钴，使用所述的钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法制得，得到的陶瓷级氧化钴电导率低，对于陶瓷着色更加稳定。

本发明的第三目的在于提供一种所述的陶瓷级氧化钴的应用，用于陶瓷着色。

为实现以上目的，特采用以下技术方案：

一种钴酸锂电池正极材料制备陶瓷级氧化钴的方法，包括：

将所述钴酸锂电池正极材料用第一双氧水溶液进行第一浸泡，过滤得到的固体在氢气氛围下加热反应得到第一产物；

所述第一产物用水进行浸锂得到钴渣，然后在有氧氛围下加热反应得到第二产物；

将所述第二产物用第二双氧水溶液进行第二浸泡，过滤得到氧化钴；

将所述氧化钴烘干后进行粉碎得到所述陶瓷级氧化钴。

使用双氧水溶液对钴酸锂电池正极材料进行浸泡，主要是为了去除夹杂在其中的电池电解质等有机物质，避免钴酸锂粘结在一起；双氧水易分解，分解产物为水和氧气，与现有技术中使用酸或者焦磷酸氢钠等进行处理相比，不会引入其他杂质，后续处理简单，更加绿色环保。钴酸锂在氢气氛围下加热进行还原反应，主要得到氢氧化锂和氧化亚钴。浸锂的目的是将氢氧化锂溶于水中，将氧化亚钴分离出来。然后在有氧氛围下加热反应得到第二产物，但是第二产物成分比较复杂，主要是氧化钴，还有少量的其他金属氧化物、氢氧化物和金属盐；第二产物用双氧水溶液进行浸泡，主要是为了调节体系的pH值，从偏碱性调整为偏酸性，提高钙、钠、镁离子的溶解度，充分的去除可溶物，降低氧化钴的烧失量。

优选地，所述钴酸锂电池正极材料用双氧水溶液浸泡之前还包括破碎处理；优选地，所述破碎处理得到的钴酸锂电池正极材料的粒径为325-400 目。

破碎的主要目的是确保后续锂的还原和浸出。粒径过大，锂的还原和浸出受到影响，粒径过小，容易产生团聚，也不利于锂的还原和浸出。

在可选地实施方式中，破碎处理得到的钴酸锂电池正极材料的粒径可以为325目、330目、340目、350目、360目、370目、380目、390目、 400目以及325-400目之间的任一值。