[发明专利]一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法

权利要求书

1.一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，其特征在于，主料包括正极材料废料粉末和金属硫化物，正极材料废料粉末的重量为30～45g，金属硫化物的重量为5～20g，制备步骤如下：

S1：将预烘干后的锂电池正极材料废料粉末与金属硫化物混合均匀；

S2：将S1中所得混合物加入到高压反应釜中，以无机酸为浸出剂，对料液加热至80℃，并通入高压气体，启动搅拌反应；

S3：当S2反应完成后，卸压加入还原剂继续加压浸出剩余废料，形成分段浸出，待反应停止卸压静置；

S4：待步骤S3静置一段时间后过滤得到浸出液和浸出渣，对浸出液进行除杂，并测除杂后镍钴锰金属离子浓度，根据浓度差补加相应的金属盐配成混合盐溶液；

S5：将S4最终所得镍钴锰盐溶液和络合剂与沉淀剂以并加方式加入到含有底液的前驱体反应釜中，反应过程保持温度在55℃，搅拌速率为260rpm，经反应完成后静置2h过滤，得到镍钴锰氢氧化物沉淀，再经陈化、以70℃热水对滤料洗涤，经烘干后最终得到锂离子电池正极材料前驱体；

步骤S1中锂电池正极材料废料为NCM111、NCM424、NCM523、NCM622、NCM811、LiNiO2、LiCoO2、LiMnO2中的两种或两种以上的混合粉末；

步骤S1中金属硫化物为硫化镍、硫化钴或硫化钴镍中的一种或两种以上，且锂电池正极材料废料与金属硫酸盐的混合比例为1:1～10:1；

步骤S2中高压气体为氮气、空气、氧气中的一种，反应时间为1～5h。

2.根据权利要求1所述利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，其特征在于，步骤S2中无机酸为硫酸、盐酸或硝酸中的其中一种、且浓度为1-4mol/L。

3.根据权利要求1所述利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，其特征在于，步骤S3中还原剂为过氧化氢、淀粉、硫代硫酸钠中的一种或一种以上，还原剂添加量为10-40ml，二段反应时间为1～3h。

4.根据权利要求1所述利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，其特征在于，步骤S4中相应的金属盐为氯化盐、硫酸盐或硝酸盐中的一种，且最终金属盐溶液浓度为1.0-2.5mol/L。

5.根据权利要求1所述利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，其特征在于，步骤S5中络合剂为氨水、EDTA、柠檬酸、碳酸氢铵中的一种，沉淀剂为氢氧化钠、碳酸钠或草酸钠中的一种。

6.根据权利要求1所述利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法，其特征在于，步骤S5中前驱体为NCM424、NCM523、NCM622、NCM811中的一种或一种以上。