[发明专利]一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法

权利要求书

1.一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：还原焙烧

生物质、废正极粉在保护气氛、700～800℃的温度下进行还原焙烧，得到还原焙烧料；其中，生物质的加入量为废正极粉质量的10-30％；所述生物质为玉米秸秆、菜籽饼、谷壳、稻草、锯末屑与高粱酒糟中的至少一种；

第二步、水浸

将第一步的还原料进行水浸，得到水浸液与水浸渣；

第三步、锂源的制备

以第二步所得水浸液为原料，经沉淀，回收得到锂源；

第四步、酸浸

将第二步所得水浸渣在酸性体系作用下，酸浸得到酸浸液；

第五步、三元前驱体制备

将第四步的酸浸液经除杂处理，得到净化液，调整净化液中镍钴锰的比例，预先经快速共沉淀后，再经水热反应，制备出三元前驱体；

第六步、三元正极材料制备

将第五步的三元前驱体与第三步所得锂源研磨均匀后焙烧，再生得到三元正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：所述废正极粉为钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：所述生物质的粒度为200目～300目。

4.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：还原焙烧的温度为750-800℃；

还原焙烧的时间为1-8h。

5.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：水浸过程中，去离子水与还原焙烧料的液固比mL:g 为20:1-100:1。

6.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：第三步中，制备的锂源为氢氧化锂或者碳酸锂；

其中，制备氢氧化锂的步骤为：将第二步所得水浸液中加入石灰利用碳酸锂苛化法制备氢氧化锂固体，或者

制备碳酸锂的步骤为：在水浸液中加入碳化剂，在60-90℃，反应时间为1h-5h制备碳酸锂，所述碳化剂为碳酸钠或碳酸氢钠，碳化剂过量系数为1.05-3.0。

7.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：除杂步骤为：首先用2-5mol/L的NaOH溶液将第四步所得酸浸液的pH值调至5-6，水解去除铝、铁杂质，然后加入碘值高于1200的活性炭2-3g/L除油，过滤后得到净化液。

8.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：快速共沉淀过程为：以2-6mol/L浓度的氨水和1-3mol/L浓度的NaOH溶液为络合剂和沉淀剂，调节溶液的pH为11～12；并在40-70℃快速共沉淀反应10-30min。

9.根据权利要求8所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：将快速共沉淀反应的体系在160-220℃的温度下进行水热反应，随后过滤、洗涤、干燥得到三元前躯体。

10.根据权利要求1所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：第六步中，将步骤五所得三元前驱体与第三步制得的锂源混合研磨均匀后在氧气气氛下焙烧得到再生三元正极材料LiNi_xCo_yMn_zO₂；所述焙烧温度为600～1000℃，焙烧时间为4～12h。

11.根据权利要求10所述的一种生物质废料协助下的废旧锂电池正极材料回收再生方法，其特征在于：再生的三元正极材料为LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂或LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂其中的一种，尺寸为100-300nm。