本發(fā)明專利技術(shù)的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法包括以下步驟：由鋰二次電池的正極準(zhǔn)備正極活性物質(zhì)；用第一酸性溶液處理正極活性物質(zhì)以形成第一浸出液，所述第一酸性溶液包含比與相對(duì)于正極活性物質(zhì)的反應(yīng)當(dāng)量所對(duì)應(yīng)的量更小量的還原劑；以及用包含還原劑的第二酸性溶液處理正極活性物質(zhì)中的除所述第一浸出液中包含的部分之外的殘余正極活性物質(zhì)以形成第二浸出液。因此，可以提高錳的提取率和鈷的純度。可以提高錳的提取率和鈷的純度。可以提高錳的提取率和鈷的純度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法
[0001]本專利技術(shù)涉及一種回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法。更詳細(xì)地，本專利技術(shù)涉及一種從鋰二次電池的正極中回收過(guò)渡金屬的方法。
技術(shù)介紹
[0002]二次電池是可以重復(fù)充電和放電的電池，隨著信息通信和顯示器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，二次電池被廣泛應(yīng)用于便攜式電子通信設(shè)備，例如便攜式攝像機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦等。作為二次電池，例如可以列舉鋰二次電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等，其中，鋰二次電池具有高的工作電壓和每單位重量的能量密度，并且有利于充電速度和輕量化，因此積極地開發(fā)并應(yīng)用鋰二次電池。
[0003]鋰二次電池可以包括電極組件和浸漬所述電極組件的電解質(zhì)，所述電極組件包括正極、負(fù)極和分離膜(隔膜)。所述鋰二次電池例如還可以包括容納所述電極組件和電解質(zhì)的軟包型外裝材料。
[0004]所述鋰二次電池的正極活性物質(zhì)可以使用鋰金屬氧化物。所述鋰金屬氧化物可以進(jìn)一步含有鎳、鈷及錳等過(guò)渡金屬。
[0005]作為所述正極活性物質(zhì)的鋰金屬氧化物可以通過(guò)使鋰前體與含有鎳、鈷及錳的鎳鈷錳(NCM)前體進(jìn)行反應(yīng)來(lái)制備。
[0006]由于所述正極活性物質(zhì)中使用上述高成本的有價(jià)金屬，因此制備正極材料需要過(guò)高的成本。此外，由于近年來(lái)環(huán)保問(wèn)題日漸突出，正在對(duì)回收正極活性物質(zhì)的方法進(jìn)行研究。為了回收所述正極活性物質(zhì)，需要以高效率和高純度從正極中再生所述過(guò)渡金屬前體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0007]要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]本專利技術(shù)的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于提供一種以高效率和高純度回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法。
[0009]技術(shù)方案
[0010]根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法包括以下步驟：由鋰二次電池的正極準(zhǔn)備正極活性物質(zhì)；用第一酸性溶液處理所述正極活性物質(zhì)以形成第一浸出液，所述第一酸性溶液包含比與相對(duì)于所述正極活性物質(zhì)的反應(yīng)當(dāng)量所對(duì)應(yīng)的量更小量的還原劑；以及用包含還原劑的第二酸性溶液處理所述正極活性物質(zhì)中的除所述第一浸出液中包含的部分之外的殘余正極活性物質(zhì)以形成第二浸出液。
[0011]在一些實(shí)施方案中，所述正極活性物質(zhì)可以包含含有鎳、鈷和錳的鋰過(guò)渡金屬氧化物。
[0012]在一些實(shí)施方案中，在形成所述第一浸出液的步驟中使用的所述還原劑的量可以是與相對(duì)于所述鋰過(guò)渡金屬氧化物的反應(yīng)當(dāng)量所對(duì)應(yīng)的量的0.2倍至0.4倍。
[0013]在一些實(shí)施方案中，相對(duì)于1摩爾的所述鋰過(guò)渡金屬氧化物，所述還原劑相對(duì)于所
述鋰過(guò)渡金屬氧化物的反應(yīng)當(dāng)量可以為0.5摩爾。
[0014]在一些實(shí)施方案中，所述還原劑可以為過(guò)氧化氫。
[0015]在一些實(shí)施方案中，在形成所述第二浸出液的步驟中使用的所述還原劑的量可以是與相對(duì)于所述殘余正極活性物質(zhì)的反應(yīng)當(dāng)量所對(duì)應(yīng)的量的0.8倍至1.2倍。
[0016]在一些實(shí)施方案中，在所述第一浸出液中包含的過(guò)渡金屬的總重量中，鈷和鎳的含量可以為75
?
100重量％，在所述第二浸出液中包含的過(guò)渡金屬的總重量中，錳的含量可以為30
?
75重量％。
[0017]在一些實(shí)施方案中，可以進(jìn)一步包括從所述第一浸出液中依次提取鈷和鎳的步驟。
[0018]在一些實(shí)施方案中，可以進(jìn)一步包括從所述第二浸出液中依次提取錳、鈷和鎳的步驟。
[0019]在一些實(shí)施方案中，相對(duì)于所述正極活性物質(zhì)的重量，所述殘余正極活性物質(zhì)的重量比可以為25
?
50重量％。
[0020]在一些實(shí)施方案中，所述第一酸性溶液和所述第二酸性溶液可以包含硫酸。
[0021]有益效果
[0022]在根據(jù)上述示例性的實(shí)施方案的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法中，可以通過(guò)加入相對(duì)少量的還原劑來(lái)準(zhǔn)備作為富含鈷和鎳的溶液的第一浸出液，并且可以通過(guò)在準(zhǔn)備第一浸出液后剩余的殘余正極活性物質(zhì)中加入相對(duì)大量的還原劑來(lái)準(zhǔn)備作為富含錳的溶液的第二浸出液。在這種情況下，通過(guò)將第一浸出液直接加入到提取鈷和鎳的工藝中，可以以高純度回收鈷，并且通過(guò)將第二浸出液加入到提取錳的工藝中，可以實(shí)現(xiàn)高的錳提取率。因此，可以提高鋰二次電池的過(guò)渡金屬的回收效率。
[0023]在一些實(shí)施方案中，可以相對(duì)降低相對(duì)于所述正極活性物質(zhì)的重量的殘余正極活性物質(zhì)的重量比。因此，作為提取錳的步驟的原料的第二浸出液的量相對(duì)減少，從而可以提高錳的提取率和錳的提取效率。
附圖說(shuō)明
[0024]圖1是用于說(shuō)明根據(jù)示例性的實(shí)施方案的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法的示意性流程圖。
[0025]圖2是示出根據(jù)加入的還原劑的比例的各過(guò)渡金屬的浸出率的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0026]本專利技術(shù)的實(shí)施方案提供一種回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法，所述方法包括兩個(gè)過(guò)渡金屬浸出步驟。
[0027]以下，參照附圖，對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。然而，這僅僅是示例性的實(shí)施方案，本專利技術(shù)并不受限于示例性地說(shuō)明的具體實(shí)施方案。
[0028]除非另有定義，否則本文中使用的包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)在內(nèi)的所有術(shù)語(yǔ)具有與本專利技術(shù)所屬
的技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。通常使用的辭典中定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)被解釋為具有與相關(guān)技術(shù)的上下文中的含義一致的含義，并且除非本專利技術(shù)中明確定義，否則不被解釋為理想化的含義或過(guò)于形式化的含義。
[0029]圖1是用于說(shuō)明根據(jù)示例性的實(shí)施方案的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法的示意性流程圖。
[0030]參照?qǐng)D1，可以由鋰二次電池的正極準(zhǔn)備正極活性物質(zhì)(例如，步驟S10)。
[0031]所述鋰二次電池可以包括電極組件，所述電極組件包括正極、負(fù)極以及介于所述正極和負(fù)極之間的隔膜。所述正極和負(fù)極可以分別包括涂布在正極集流體和負(fù)極集流體上的正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層。
[0032]例如，所述正極活性物質(zhì)層中包含的正極活性物質(zhì)可以包含含有鋰和過(guò)渡金屬的氧化物。
[0033]在一些實(shí)施方案中，所述正極活性物質(zhì)可以包含具有由以下化學(xué)式1表示的組成的化合物。
[0034][化學(xué)式1][0035]Li
x
Ni1?
y
M
y
O
2+z
[0036]在化學(xué)式1中，x可以為0.9≤x≤1.2，y可以為0≤y≤0.7，z可以為
?
0.1≤z≤0.1，M可以為選自Na、Mg、Ca、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Co、Fe、Cu、Ag、Zn、B、Al、Ga、C、Si、Sn或Zr中的一種以上的元素。
[0037]在一些實(shí)施方案中，所述正極活性物質(zhì)可以為包含鎳、鈷和錳的NCM基鋰氧化物。
[0038]可以從所述鋰二次電池中分離所述正極以回收正極。所述正極例如可以是用過(guò)的廢鋰二次電池或者在制造過(guò)程中發(fā)生損傷或缺陷的正極。
[0039]例如，如上所述，所述正極可以包括正極集流體(例如，鋁(Al))和正極活性物質(zhì)層，并且所述正極活性物質(zhì)層可以包本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】1.一種回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法，其包括以下步驟：由鋰二次電池的正極準(zhǔn)備正極活性物質(zhì)；用第一酸性溶液處理所述正極活性物質(zhì)以形成第一浸出液，所述第一酸性溶液包含比與相對(duì)于所述正極活性物質(zhì)的反應(yīng)當(dāng)量所對(duì)應(yīng)的量更小量的還原劑；以及用包含還原劑的第二酸性溶液處理所述正極活性物質(zhì)中的除所述第一浸出液中包含的部分之外的殘余正極活性物質(zhì)以形成第二浸出液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法，其中，所述正極活性物質(zhì)包含含有鎳、鈷和錳的鋰過(guò)渡金屬氧化物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法，其中，在形成所述第一浸出液的步驟中使用的所述還原劑的量是與相對(duì)于所述鋰過(guò)渡金屬氧化物的反應(yīng)當(dāng)量所對(duì)應(yīng)的量的0.2倍至0.4倍。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法，其中，相對(duì)于1摩爾的所述鋰過(guò)渡金屬氧化物，所述還原劑相對(duì)于所述鋰過(guò)渡金屬氧化物的反應(yīng)當(dāng)量為0.5摩爾。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬的方法，其中，所述還原劑為過(guò)氧化氫。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收鋰二次電池的過(guò)渡金屬...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸智娟，李賢熙，尹昑正，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：SK新技術(shù)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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