[发明专利]一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法

权利要求书

1.一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将废旧锂电正极材料分成两份，一份进行还原酸浸，另一份磨细并置于碱液中；其中，所述锂电正极材料为三元高镍正极材料，取高镍型镍钴锰酸锂或高镍型镍钴铝酸锂；其中，当取高镍型镍钴锰酸锂时，镍：钴：锰的比例为x：y：z，则x：（y+z）≥1/2；当取高镍型镍钴铝酸锂时，镍：钴：铝的比例为x：y：z，则x：（y+z）≥1/2；

（2）对步骤（1）中所得浸出液进行除杂后，向其中加入三元盐液，配置成三元离子溶液；当选用高镍型镍钴锰酸锂为锂电正极材料时，控制配置的三元离子溶液中的镍：钴：锰的比例为x：y：z，其中x：（y+z）≤1/2；当选用高镍型镍钴铝酸锂为锂电正极材料时，控制配置的三元离子溶液中的镍：钴：铝的比例为x：y：z，其中x：（y+z）≤1/2；

（3）将步骤（1）中磨细的料浆置于反应釜中，再并流加入步骤二中配置好的三元离子溶液、氨水和液碱进行反应，然后进行过滤、洗涤、干燥；其中，磨细料金属摩尔量为三元离子溶液金属量的1~2倍；

（4）向步骤（3）中所得干燥物料中加入碳酸锂，混匀、煅烧，即得核壳型三元正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述还原酸浸采用的酸为硫酸、还原剂为双氧水，其中，酸和还原剂用量分别为正极材料质量的3倍和1/3；控制浸出温度为60~90℃，浸出时间为2~5h。

3.根据权利要求2所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中，另一份锂电正极材料采用行星球磨机进行磨样，所得磨细产物的粒度d50为1~5μm，且所用碱液的pH值为10.5~12。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，步骤（2）中，浸出液采用沉淀除杂进行除杂，并控制浸出液的pH值为4。

5.根据权利要求4所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，步骤（2）中除杂时加入碳酸钠或氢氧化钠；配置的三元离子溶液中镍含量所占溶液金属总量的比值不高于1/2。

6.根据权利要求5所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中，控制反应体系的温度为55~65℃，pH值为10.5~12，氨水用量为体系质量的1.0~1.1%，固含量为5~20%，加料结束后陈化3~8h，反应过程中通入氮气进行保护。

7.根据权利要求6所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中，所得前驱体其核层金属含量为总金属摩尔量的1/2~2/3，壳层金属含量为总金属摩尔量的1/3~1/2。

8.根据权利要求7所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，步骤（4）中碳酸锂用量为理论用量的1.05倍，煅烧温度为700~800℃，煅烧时长为3~8h。

9.根据权利要求8所述的一种利用废旧锂电池制备核壳型三元正极材料的方法，其特征在于，制备所得的核壳型三元正极材料，其核内部镍：钴：锰的比例为x：y：z，其中x：（y+z）≥1/2；其壳部分镍：钴：锰的比例为x：y：z，其中x：（y+z）≤1/2；或其核内部镍：钴：铝的比例为x：y：z，其中x：（y+z）≥1/2；其壳部分镍：钴：铝的比例为x：y：z，其中x：（y+z）≤1/2。