[发明专利]采用硬质合金废料制备的锂离子电池三元正极材料及方法

摘要

一种采用硬质合金废料制备的锂离子电池三元正极材料及方法，属于锂离子电池及资源回收利用的领域。该方法以硬质合金废料为原料，用酸和过氧化氢对硬质合金废料进行酸浸，浸出液进行氧化后，用碱性溶液调节pH值，将杂质沉淀去除，取上清液，用原子吸收光谱测试其中钴、镍和第三元素的含量，根据制备的三元正极材料成分，按比例加入钴盐、镍盐、锰盐或铝盐，搅拌溶解后，滴加到碱性溶液中进行共沉淀，将沉淀进行洗涤、分离、干燥，混入锂盐，研磨均匀，再进行烧结制得锂离子电池三元正极材料，实现了废物的回收利用。该方法以废弃的硬质合金废料为原料，有效的降低了生产成本，操作简单，可以调节锂离子电池中三元正极材料的配比，产品多样。

主权项

1.一种采用硬质合金废料制备锂离子电池三元正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：硬质合金废料的酸浸根据待处理的硬质合金废料的量，确定酸溶液和过氧化氢溶液的量；其中，酸溶液中的氢离子的摩尔浓度为4～10mol/L，按固液比，硬质合金废料：酸溶液＝1g：(6～12)mL；过氧化氢溶液中过氧化氢的质量浓度为25～35％，按固液比，硬质合金废料：过氧化氢溶液＝1g：(3～5)mL；将酸溶液和过氧化氢溶液混合，搅拌，加热至60～90℃，得到混合液；将硬质合金废料加入混合液中，搅拌，进行酸浸≥5h，固液分离，得到浸出液；步骤2：浸出液除杂向浸出液中，加入氧化剂或通入空气，同时伴随搅拌，加热至60～90℃，用碱性溶液滴加调节pH值至4～5，固液分离，得到上清液；采用原子吸收光谱测试，测得上清液中镍、钴、第三元素的含量；其中，第三元素为锰或铝；步骤3：锂离子电池三元正极材料的制备(1)根据测定的上清液中镍、钴、第三元素的含量，向上清液中，加入镍盐、钴盐、锰盐或铝盐中的一种或几种，调节上清液中，各个元素的摩尔比为，镍：钴：第三元素＝(1～8)：(1～2)：(0.5～4)；得到调节成分后的上清液；(2)将调节成分后的上清液，与碱性溶液分别滴加到反应器中，调节pH值为10.5～11.5，搅拌，加热至40～60℃，进行陈化反应≥6h，固液分离，将得到的沉淀物，洗涤、干燥，得到三元材料前驱体；(3)将三元材料前驱体和锂盐混合，研磨均匀，在空气或氧气氛围下，进行烧结，得到锂离子电池三元正极材料；其中，按摩尔比，锂盐中的Li：三元材料前驱体中金属总量Me＝1.05：1。