[发明专利]一种回收废旧三元锂离子电池制备前驱体的方法

说明书

本发明涉及锂离子电池回收技术领域，公开了一种回收废旧三元锂离子电池制备前驱体的方法，包括放电、破碎、干燥、分选得到黑粉、碱浸泡除铝、制备偏铝酸钠、分离碳材、回收铜、制备镍钴锰混合盐溶液、配盐，共沉淀合成前驱体。本发明具有以下优点和效果：本发明使用的原料常见易得，工艺简单，对设备要求低，适合大规模生产；制备的混合盐杂质含量低，无需萃取处理，可直接用于合成前驱体，成本低；电池回收效率高，排放少，绿色环保。

技术领域

本发明涉及锂离子电池回收技术领域，特别涉及一种回收废旧三元锂离子电池制备前驱体的方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高，体积小，使用寿命长，安全性高，环境污染小，无记忆效应等优点。自锂离子电池商业化以来，经过30年的发展，锂离子电池已逐步取代传统铅酸电池。

作为锂离子电池的重要分支之一，综合考虑能量密度、循环寿命、成本等各项性能，三元锂离子电池的优势突出，备受青睐，已被广泛应用于3C，新能源汽车，储能等领域。尤其是新能源汽车领域，近年来，受环境污染的困扰及化石能源不足的影响，新能源汽车处于井喷式发展阶段，三元锂离子电池的需求量持续增长。

三元电池需求量增加，将带来以下两个问题：(1)资源短缺，一方面，制造三元电池的部分原料在地壳中储量低且分布不均匀，需求量增加将导致资源短缺问题更为严峻，另一方面，受国际政治关系影响，上游原料资源供应紧张，价格上涨，与锂电相关材料价格屡创新高；(2)环境污染，三元锂动力电池平均寿命3-5年，超过生命周期需要进行报废处理，如不妥善处理，电池中的氟化物，镍钴锰等重金属，将造成严重污染，对环境造成巨大压力。

通过对废旧锂离子电池中Li进行资源化回收、利用不仅有利于解决资源短缺问题，而且有利于减轻环境污染压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种回收废旧三元锂离子电池制备前驱体的方法，该方法使用的原料常见易得，工艺简单，对设备要求低，适合大规模生产；制备的混合盐杂质含量低，无需萃取处理，可直接用于合成前驱体，成本低；电池回收效率高，排放少，绿色环保。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种回收废旧三元锂离子电池制备前驱体的方法，包括以下步骤，

S1，将三元锂离子电池放电、破碎、烘干、分选，得到黑粉；

S2，用碱浸泡黑粉后，压滤得到除铝黑粉、滤液1；

S4，使用酸、还原剂浸出除铝黑粉中镍钴锰，压滤后得到碳材、滤液2；

S5，向滤液2中添加铁粉，压滤后得到铜、滤液3；

S6，向滤液3中加入氧化剂，再加碱调节pH，氢氧化铁沉淀后，压滤得到氢氧化铁、滤液4；

S7，使用碱调节滤液4pH值，沉淀镍钴锰，经压滤、水洗后得到镍钴锰氧化物和滤液5；

S8，反溶镍钴锰氢氧化物制备镍钴锰混合盐溶液；

S9，配盐，共沉淀合成前驱体。

本发明的进一步设置为：S9中，前驱体为三元或四元前驱体，前驱体化学通式为：Ni_aCo_bMn_cAl_1-a-b-c(OH)₂,其中0.3≤a≤0.96，0＜b≤0.2，0＜c≤0.3，前驱体振实密度为1.6-2.4g/cm³，D50为3-10μm。

本发明的进一步设置为：S9中，合成前驱体的盐浓度为0.18-0.23mol/L，碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种，碱浓度为4-11mol/L,氨水浓度为10-15mol/L，n(碱)：n(盐)＝2.0-2.1,n(氨)：n(盐)＝1-2。