一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法技术

本发明专利技术提供的一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，将由锂电原材料配制的料浆顺次通过联合过滤系统和超滤系统进行过滤处理；其中，所述联合过滤系统采用微晶和活性炭过滤相结合的方式、用于滤除料浆中的有机物和固体悬浮物；所述超滤系统用于滤除料浆中的固体悬浮物。相比于现有技术中由湿法冶金制备的锂电原材料直接应用于制备锂电池，本发明专利技术的一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，能够有效降低锂电原材料中的TOC含量，以提高锂电池的性能。

A method for reducing TOC content in lithium electric raw materials

The invention provides a method for reducing the TOC content in lithium-ion raw materials, in which the slurry prepared from lithium-ion raw materials is filtered sequentially through a combined filtration system and an ultrafiltration system, wherein the combined filtration system adopts a combination of microcrystalline and activated carbon filtration, and is used for filtering the organic matter in the slurry and for filtering the organic matter in the slurry. The ultrafiltration system is used to filter solid suspended solids in slurry. Compared with the prior technology in which the lithium-ion raw materials prepared by hydrometallurgy are directly applied to the preparation of lithium batteries, the present invention is used to reduce the TOC content in lithium-ion raw materials, which can effectively reduce the TOC content in lithium-ion raw materials and improve the performance of lithium batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法
本专利技术涉及锂电生产技术，更具体地，涉及一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法。
技术介绍
锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池。锂电池轻巧耐用，对环境的污染相对较小，且具有优异的充放电性能，在目前的电池领域应用广泛。近年来，在锂元素为活性物质的基础上，出现由两种以上的元素组成的材料整体作为电池活性物质，其中，研究和应用较好的是三元材料。例如，由锂、镍、钴、锰等元素组合为镍钴锰酸锂(化学式为：Li(NiCoMn)O2)的三元材料。以多元材料作为电池正极的活性物质，能够提高电池的性能，例如电池使用的安全性、提高电池的容量等。常见的多元材料如层状钴酸锂、尖晶石锰酸锂、磷酸铁锂、层状镍钴锰酸锂等。其中，层状镍钴锰酸锂多元电极材料是近年来发展起来的新型锂离子电池用正极材料，用相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中价格较高的钴。因此，该化合物在节约成本方面具有明显优势，同时，其可逆容量大，结构稳定，安全性能好，具有较高的电导率和热稳定性，非常适宜作锂离子电池正极材料。在制备多元材料时，其所采用的原材料，如NiSO4、CoCl2等，通常是采用湿法冶金的方法制备得到，使得原材料中TOC含量较高。而原材料中的TOC含量较高时，会对所制备得到的锂电池的一致性、安全性及电化学性能造成不良影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，以解决锂电原材料中TOC或其他固体颗粒物杂质含量高而影响锂电池性能的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，包括：将由锂电原材料配制的料浆顺次通过联合过滤系统和超滤系统进行过滤处理；其中，所述联合过滤系统采用微晶和活性炭过滤相结合的方式、用于滤除料浆中的有机物和固体悬浮物；所述超滤系统用于滤除料浆中的固体悬浮物。联合过滤系统的输出端与超滤系统的输入端相连。由锂电原材料所配制的料浆进入联合过滤系统，经联合过滤系统过滤处理后，再进入超滤系统中过滤处理，即可得到TOC和其他大颗粒杂质含量很低的锂电原材料料浆。具体地，锂电原材料包括合成锂电材料前驱体所需的NiSO4、CoSO4、MnSO4或NiCl2、CoCl2、MnCl2等原料。由于锂电原材料通常是采用湿法冶金的方法获得的，其TOC含量较高。联合过滤系统结合了微晶过滤和活性炭过滤的方式，用于滤除料浆中的有机物和固体悬浮物，主要用于滤除料浆中的有机物，从而有效的降低料浆中的TOC含量。经联合过滤系统处理的料浆再经超滤系统进一步过滤处理，用于集中滤除料浆中的固体悬浮物，有效降低或去除料浆中的固体悬浮物等杂质。具体地，锂电原材料中的有机物主要以萃取剂、工业机械油等油脂形式存在。采用联合过滤系统与超滤系统结合的方式，以顺次对锂电原材料配制的料浆进行过滤处理，能够有效的降低或去除料浆中的TOC含量以及固体大颗粒杂质。同时，料浆先经联合过滤系统过滤处理，再经超滤系统处理，还能够避免超滤系统容易堵塞的情况，能够有效延长连续作业时间。在处理过程中，由于联合过滤系统是结合微晶过滤和活性炭吸附过滤，其对料浆中的有机物能够其到非常好的滤除作用，但是，联合过滤系统对于料浆中固体悬浮物的滤除作用不是十分理想。而超滤系统对料浆中的固体悬浮物能够有效的去除，并且，由于料浆经联合过滤系统处理后，料浆中的有机物含量大大减少，能够避免其对超滤系统的不利影响。超滤系统直接处理TOC含量较高的料浆时，其同时过滤高含量的TOC和固体悬浮物时，超滤系统容易堵塞。而系统一旦出现堵塞的情况，不仅会影响料浆处理速率/效率，通常还需停止生产，对系统进行清洗或更换相应部件。因此，在联合过滤系统过滤的基础上，再进一步采用超滤系统对料浆进行处理，不仅能够有效降低料浆中的TOC和固体悬浮物的含量，还能够大大延长连续作业时间，减少停车清洗次数，提高生产效率。在一个优选实施方式中，联合过滤系统包括微晶过滤子系统和活性炭过滤子系统，且微晶过滤子系统的输出端连接至活性炭过滤子系统的输入端，活性炭过滤子系统的输出端连接至超滤系统的输入端。微晶过滤子系统用于初级滤除料浆中的有机物及固体悬浮物，活性炭过滤子系统用于进一步滤除料浆中的有机物。微晶是纳米级的颗粒物，具有大的比表面积，其表面吸附性能以及表面活性相当突出。因此，微晶材料大都具有较强的表面吸附能力，其能够有效的吸附料浆中的有机物，从而降低锂电原材料中的TOC含量。活性炭是经过加工处理所得的无定形碳，具有很大的比表面积，有很强的吸附能力，并且，由于活性炭主要有碳元素组成，其对于非极性物质具有更优的吸附能力。因此，结合微晶过滤与活性炭过滤，能够有效的滤除料浆中的有机物，同时，也可以滤除部分无机物或其他有害杂质。料浆先进入微晶过滤子系统中过滤处理后，再进入活性炭过滤子系统中过滤处理。料浆在联合过滤系统中经过滤处理，充分滤除料浆中的有机物；经联合过滤系统过滤处理后的料浆再进入超滤系统中进一步过滤处理，以进一步滤除料浆中的有机物，并有效滤除料浆中的固体悬浮物等杂质。在一个优选实施方式中，联合过滤系统包括活性炭过滤子系统和微晶过滤子系统，且活性炭过滤子系统的输出端连接至微晶过滤子系统的输入端，微晶过滤子系统的输出端连接至超滤系统的输入端。活性炭过滤子系统用于滤除料浆中的有机物，微晶过滤子系统用于滤除料浆中的固体悬浮物等杂质，并进一步滤除料浆中的有机物。料浆先进入活性炭过滤子系统中过滤处理后，再进入微晶过滤子系统中过滤处理。料浆在联合过滤系统中经过滤处理，充分滤除料浆中的有机物；经联合过滤系统过滤处理后的料浆再进入超滤系统中进一步过滤处理，以进一步滤除料浆中的有机物，并有效滤除料浆中的固体悬浮物等杂质。具体地，采用微晶过滤与活性炭过滤的联合过滤系统先对料浆进行处理，能够有效的降低料浆中的TOC含量，同时，避免料浆中高含量的有机物对后续超滤系统的过滤产生不良影响，提高超滤系统对料浆中固体悬浮物等杂质的滤除效率。同时，料浆在经联合过滤系统处理时，料浆先经过微晶过滤子系统过滤处理，再经活性炭过滤子系统进行过滤处理，或者，料浆先经过活性炭过滤子系统进行过滤处理，再经过微晶过滤子系统进行过滤处理，都能够对料浆中的有机物起到很好的滤除效果，降低料浆中的TOC含量。在一个优选实施方式中，微晶过滤子系统的有效使用体积与活性炭过滤子系统的有效使用体积之比为1:5-1:1；优选为1:3-1:1；进一步优选为1:2。具体地，在实际处理过程中，微晶过滤子系统与活性炭过滤子系统的有效使用体积之比设置在合适的范围，避免出现联合过滤系统中的两个过滤子系统出现处理量不匹配而影响过滤效率的情况；并且，能够更有效滤除料浆中的有机物，降低料浆中的TOC含量。在一个优选实施方式中，料浆通过所述微晶过滤子系统的流量与料浆通过所述活性炭过滤子系统的流量之比为1:3-10:3；优选为1:1。料浆分别通过微晶过滤子系统与活性炭过滤子系统的流量之比保持在何时的范围，使料浆能够分别在微晶过滤子系统与活性炭过滤子系统中停留足够的时间以有效滤除料浆中的有机物。同时，还能够保证对料浆的处理效率，避免停留时间过长而降低料浆的处理量，或者，停留时间过长，可能会造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，其特征在于：将由锂电原材料配制的料浆顺次通过联合过滤系统和超滤系统进行过滤处理；其中，所述联合过滤系统采用微晶和活性炭过滤相结合的方式、用于滤除料浆中的有机物和固体悬浮物；所述超滤系统用于滤除料浆中的固体悬浮物。

【技术特征摘要】
1.一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，其特征在于：将由锂电原材料配制的料浆顺次通过联合过滤系统和超滤系统进行过滤处理；其中，所述联合过滤系统采用微晶和活性炭过滤相结合的方式、用于滤除料浆中的有机物和固体悬浮物；所述超滤系统用于滤除料浆中的固体悬浮物。2.如权利要求1所述的一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，其特征在于，所述联合过滤系统包括：用于初级滤除料浆中有机物及固体悬浮物的微晶过滤子系统；与所述微晶过滤子系统的输出端相连、用于吸附滤除料浆中有机物的活性炭过滤子系统。3.如权利要求1所述的一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，其特征在于，所述联合过滤系统包括：用于吸附滤除料浆中有机物的活性炭过滤子系统；与所述活性炭过滤子系统的输出端相连、用于滤除料浆中有机物及固体悬浮物的微晶过滤子系统。4.如权利要求2或3所述的一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，其特征在于，所述微晶过滤子系统的有效使用体积与所述活性炭过滤子系统的有效使用体积之比为1:5-1:1；优选为1:2。5.如权利要求4所述的一种用于降低锂电原材料中TOC含量的方法，其特征在于，料浆通过所述微晶过滤子系统的流量与料浆通过所述活性炭过滤子系统的流量之比为1:3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，吕志，乐绪清，杨特，
申请(专利权)人：荆门市格林美新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42