[发明专利]回收锂二次电池的活性金属的方法

说明书

在回收锂二次电池的活性金属的方法中，准备含有废锂的混合物。将含有废锂的混合物进行氢还原处理，以制备初步前体混合物。将初步前体混合物进行水洗处理，以生成包含氢氧化锂的锂前体。通过水洗处理可以获得高纯度的氢氧化锂。

技术领域

本发明涉及一种回收锂二次电池的活性金属的方法。更详细地，涉及一种从锂二次电池中再生活性金属前体的方法。

背景技术

二次电池是可以反复充电和放电的电池，随着信息通信和显示工业的发展，二次电池广泛应用于如便携式摄像机、移动电话、便携式电脑(PC)等便携式电子通讯设备。二次电池可以列举例如锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等，其中，锂二次电池具有高的工作电压和每单位重量的能量密度，并且有利于充电速度和轻量化，在这些方面，对锂二次电池进行了积极的开发和应用。

锂二次电池可以包括电极组件和浸渍所述电极组件的电解液，所述电极组件包括正极、负极和隔膜(分离膜)。所述锂二次电池还可以包括容纳所述电极组件和电解液的外装材料，例如袋状的外装材料。

所述锂二次电池的正极活性物质可以使用锂金属氧化物。所述锂金属氧化物可以进一步含有诸如镍、钴、锰的过渡金属。

作为所述正极活性物质的锂金属氧化物可以通过使锂前体与含有镍、钴和锰的镍钴锰(NCM)前体反应来制备。

由于所述正极活性物质中使用上述高成本的有价金属，因此制造正极材料需要制造成本的20％以上。此外，由于近年来环境保护问题日渐突出，正在研究回收利用正极活性物质的方法。为了回收利用所述正极活性物质，需要从废正极中以高效率和高纯度再生所述锂前体。

例如，韩国公开专利公报第2015-0002963号公开了一种使用湿法的回收锂的方法。但是，通过湿法提取从提取钴和镍等后残留的废液中回收锂，因此回收率过度降低，并且可能会从废液中产生大量杂质。

发明内容

要解决的技术问题

本发明要解决的一个技术问题是提供一种从锂二次电池中以高纯度和高收率回收活性金属的方法。

技术方案

本发明的实施方案的回收活性金属的方法中，准备含有废锂的混合物。将所述含有废锂的混合物进行氢还原处理，以制备初步前体混合物。将所述初步前体混合物进行水洗处理，以生成包含氢氧化锂的锂前体。

在示例性实施方案中，在准备所述含有废锂的混合物时，可以由废锂二次电池准备正极活性物质混合物。

在示例性实施方案中，在准备所述正极活性物质混合物时，可以从所述废锂二次电池中分离包含正极集流体、正极活性物质、粘合剂和导电材料的正极。可以将分离的所述正极进行粉碎处理或者用有机溶剂进行处理，以去除所述正极集流体。

在示例性实施方案中，所述氢还原处理可以通过使用氢气的流化床反应器进行。

在示例性实施方案中，所述初步前体混合物可以包含初步锂前体和含有过渡金属的反应物。

在示例性实施方案中，所述初步锂前体可以包含氢氧化锂、锂氧化物和碳酸锂。

在示例性实施方案中，可以通过所述水洗处理进行水洗，以去除所述初步锂前体中包含的锂氧化物和碳酸锂。

在示例性实施方案中，通过所述水洗处理，可以形成氢氧化锂水溶液，并可以使所述含有过渡金属的反应物沉淀。

在示例性实施方案中，回收锂二次电池的活性金属的方法还包括用酸溶液处理沉淀的所述含有过渡金属的反应物以再生过渡金属前体的步骤。

在示例性实施方案中，所述水洗处理可以在无二氧化碳(CO₂-free)的气氛中进行。