[发明专利]一种利用废电池制备三元正极材料前驱体的方法

摘要

本发明公开了一种利用废电池制备三元正极材料前驱体的方法，其步骤包括将废电池拆分、焙烧、硫酸溶解之后得到废电池正极材料溶液，然后用萃取的方法分离除去废电池正极材料溶液中的金属杂质，得到硫酸盐溶液，并补充锰元素或铝元素，配成生产三元正极材料前驱体的混合液，接着依次加入氨水和氢氧化钠溶液，反应生成三元正极材料前驱体沉淀，最后经洗涤、干燥得到三元正极材料前驱体。本发明实现了废电池中镍、钴等资源的循环利用，避免了重金属造成环境污染，而且通过回收废电池来生产镍钴铝前驱体和镍钴锰前驱体可以少对原生矿资源的需求，降低镍钴的采购成本，本发明工艺流程简单，适宜工业化大规模生产。

主权项

一种利用废电池制备三元正极材料前驱体的方法，其特征在于，其步骤为：(1)拆分废电池，去除包装物和电池负极，得到废电池正极材料；(2)焙烧废电池正极材料，除去正极材料中的有机物质；(3)用硫酸溶解经过焙烧的废电池正极材料，得到废电池正极材料溶液；(4)用萃取的方法分离除去废电池正极材料溶液中的杂质，得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液，然后在硫酸镍溶液中加入硫酸钴，并补充锰元素或铝元素，配成生产三元正极材料前驱体的混合液；(5)常温下搅拌所得混合液，加入氨水，然后加热混合液，并加入氢氧化钠溶液，反应生成三元正极材料前驱体沉淀；(6)将三元正极材料前驱体沉淀洗涤、干燥得到三元正极材料前驱体；所述废电池是废锂离子电池、废镍镉电池和废镍氢电池的一种或多种；所述步骤(4)的萃取包括以下步骤：1)用P204萃取法除去废电池正极材料溶液中的锰、铜、钙、锌杂质，使溶液中锰含量≤5ppm，铜含量≤1ppm，钙含量≤5ppm，锌含量≤5ppm；萃取前需先将P204用NaOH皂化，萃取在20℃下进行，水相溶液pH值控制在3，有机相与水相的体积比为1：1，P204萃取剂的体积分数为15％；2)用P507萃取法分离硫酸镍和硫酸钴，分别得到硫酸镍溶液和硫酸钴溶液，使硫酸钴溶液中镁含量≤10ppm；为维持萃取过程的pH，萃取前需先将P507用NaOH皂化，皂化率为65％，用P507萃取分离镍钴，其体积分数为25％，有机相与水相的体积比为1：1，控制溶液pH值在4，最后，在有机相中加入盐酸进行反萃取，Co2+即可被反萃取回到水相中；3)用N290萃取法除去步骤2)硫酸镍溶液中的镁杂质，使硫酸镍溶液中镁含量≤5ppm；N290是一种酸性磷型萃取剂，在平衡pH为4，有机相中N290体积分数为20％，有机相与水相的体积比为1：1时，通过3至5级萃取，硫酸镍溶液中镁的含量可降低至5ppm以下。