[发明专利]回收正极活性物质前体的方法

说明书

本发明提供了一种根据本发明的实施方案的回收正极活性物质前体的方法，其包括：制备包含锂复合氧化物的正极活性物质混合物；从该正极活性物质混合物中分离锂以形成初级过渡金属前体；对该初级过渡金属前体进行酸处理以形成复合过渡金属盐溶液；向该复合过渡金属盐溶液中添加酸性萃取剂，然后添加碱性化合物以回收过渡金属前体，从而可以提高过渡金属的提取率。

技术领域

本发明涉及一种回收正极活性物质前体的方法。更具体地，本发明涉及一种从正极活性物质混合物中回收正极活性物质前体的方法。

背景技术

随着信息技术和显示技术的发展，可重复充电和放电的二次电池已被广泛用作便携式摄像机、移动电话、笔记本电脑等移动电子设备的电源。二次电池包括例如锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。锂二次电池由于每单位重量的工作电压和能量密度高、充电速率高、尺寸紧凑等而备受关注。

锂二次电池可以包括电极组件(包括正极、负极、隔膜层(隔膜))和浸没该电极组件的电解液。锂二次电池可以进一步包括具有例如软包(pouch)形状的外壳以用于容纳电极组件和电解液。

锂复合氧化物可以用作锂二次电池的正极活性物质。锂复合氧化物可以另外含有过渡金属，如镍、钴、锰等。

可以通过使锂前体与含有镍、钴和锰的镍-钴-锰(NCM)前体反应来制备作为正极活性物质的锂复合氧化物。

由于使用上述高成本的有价值金属作为正极活性物质，制造正极物质需要20％以上的生产制造成本。此外，由于环境保护问题近来受到重视，正在研究正极活性物质的回收方法。为了正极活性物质的回收利用，需要从废正极中高效率、高纯度地再生锂前体。

例如，韩国公布专利申请第2015-0002963号公开了一种使用湿法回收锂的方法。然而，锂是通过湿法提取从提取钴、镍等之后剩余的废液中回收的，因此回收率过度降低，并且可能从废液中产生大量杂质。

发明内容

[技术目标]

根据本发明的一个方面，提供了一种以高纯度、高产率和高效率从正极活性物质混合物中回收正极活性物质前体的方法。

[技术手段]

根据本发明的示例性实施方案的回收正极活性物质前体的方法包括制备包含锂复合氧化物的正极活性物质混合物；从该正极活性物质混合物中分离锂以形成初级过渡金属前体；对该初级过渡金属前体进行酸处理以形成复合过渡金属盐溶液；和向该复合过渡金属盐溶液中添加酸性萃取剂，然后添加碱性化合物以回收过渡金属前体。

在一些实施方案中，形成初级过渡金属前体可以包括氢还原正极活性物质混合物以形成初级前体混合物，并用水洗涤初级前体混合物以分离锂。

在一些实施方案中，形成复合过渡金属盐溶液可以包括对初级过渡金属前体进行酸处理，使得复合过渡金属盐溶液的pH值可以为0.1-2.0。

在一些实施方案中，形成复合过渡金属盐溶液可以包括使用硫酸对初级过渡金属前体进行酸处理。

在一些实施方案中，复合过渡金属盐溶液可以包含过渡金属复合物的硫酸盐，过渡金属复合物包括选自镍、钴和锰中的至少两种过渡金属。

在一些实施方案中，其中酸性萃取剂可以包括选自磷酸基萃取剂(phosphoricacid-based extractant)、磷酸酯基萃取剂(phosphate-based extractant)和氧化膦基萃取剂(phosphine oxide-based extractant)中的至少一种。

在一些实施方案中，酸性萃取剂可以进一步包括稀释剂。

在一些实施方案中，稀释剂可以包括选自煤油、己烷、苯和甲苯中的至少一种。