氢氧化物的制造方法及正极活性物质的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种铁等杂质的含量少的锂离子电池的正极活性物质的前驱体的制造方法。本发明专利技术的含有从由镍、钴和锰中的至少一种元素组成组中选择的氢氧化物的制造方法，其特征在于，具有以下工序：硫酸添加工序，向材料中添加硫酸；过滤工序，通过超滤膜对由所述硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；氢氧化钠添加工序，向含有由所述过滤工序得到的滤液的混合液中添加氢氧化钠；氢氧化物浓缩工序，通过超滤膜对含有氢氧化物及硫酸钠的含硫酸钠溶液进行过滤，其中，该氢氧化物中含有所述元素；以及回收工序，通过离子交换膜从硫酸钠溶液中回收硫酸和/或氢氧化钠。

Manufacturing methods of hydroxides and positive active substances

【技术实现步骤摘要】
氢氧化物的制造方法及正极活性物质的制造方法
本专利技术涉及一种氢氧化物的制造方法及正极活性物质的制造方法。
技术介绍
近年来，作为便携式电话、笔记本电脑等便携设备、电动汽车、混合动力汽车等的电源，锂离子二次电池的需求在不断增加。锂离子电池的正极活性物质使用了含有钴原子、锂原子等的氧化物。作为用作正极活性物质的含有钴原子、锂原子等的氧化物的制造方法，以往，已知将含有镍原子、钴原子、锰原子的氢氧化物用作前驱体的方法(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2018-22568号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1的氢氧化物的制造方法是必须通过离心沉降来分离浆料的方法。但是，在通过离心沉降进行的分离过程中，有时无法充分除去氢氧化物中残留的铁等杂质。当正极活性物质中含有铁等杂质时，锂离子电池容易发生短路，因此期望降低正极活性物质中的铁等杂质的含量。因此，期望在正极活性物质的前驱体的氢氧化物中也进一步减少杂质的含量。因此，本专利技术的目的在于提供一种制造铁等杂质的含量少的锂离子电池的正极活性物质的前驱体的方法。用于解决课题的手段即，本专利技术如下所述。[1]、一种含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的氢氧化物的制造方法，其特征在于，具有以下工序：硫酸添加工序，该工序向包含从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的单质，和/或含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的无机化合物的材料中添加硫酸；过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；氢氧化钠添加工序，该工序向含有由所述过滤工序得到的滤液的混合液中添加氢氧化钠，其中，该滤液中含有所述元素的离子和SO42-离子；氢氧化物浓缩工序，该工序通过超滤膜对由所述氢氧化钠添加工序得到的包含含有所述元素的氢氧化物及硫酸钠的含硫酸钠溶液进行过滤，而将所述氢氧化物浓缩；以及回收工序，该工序通过从由阴离子交换膜及阳离子交换膜组成的组中选择的至少一种离子交换膜从由所述氢氧化物浓缩工序分离出的硫酸钠溶液中回收硫酸和/或氢氧化钠。[2]、根据[1]所述的氢氧化物的制造方法，其中，将由所述回收工序回收的氢氧化钠在所述氢氧化钠添加工序中再利用。[3]、根据[1]或[2]所述的氢氧化物的制造方法，其中，将由所述回收工序回收的硫酸在所述硫酸添加工序中再利用。[4]、根据[1]～[3]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，在所述氢氧化钠添加工序中，向所述混合液中加入所述氢氧化钠和氨；在所述氢氧化物浓缩工序中，所述含硫酸钠溶液包含：含有所述元素的氢氧化物、硫酸钠和硫酸铵；在所述回收工序中，从在所述氢氧化物浓缩工序中分离的包含硫酸钠和硫酸铵的硫酸钠溶液中，通过从由阴离子交换膜和阳离子交换膜组成的组中选择的至少一种离子交换膜回收从由硫酸、氢氧化钠和硫酸铵组成的组中选择的至少一种。[5]、根据[1]～[4]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，所述元素为钴。[6]、一种含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的氢氧化物的制造方法，其特征在于，具有以下工序：向钴材料的硫酸添加工序，该工序向包含钴单质，和/或含有钴的无机化合物的钴材料中添加硫酸，得到硫酸钴；硫酸钴的过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述向钴材料的硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；向镍材料的硫酸添加工序，该工序向包含镍单质，和/或含有镍的无机化合物的镍材料中添加硫酸，得到硫酸镍；硫酸镍的过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述向镍材料的硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；向锰材料的硫酸添加工序，该工序向包含锰单质，和/或含有锰的无机化合物的锰材料中添加硫酸，得到硫酸锰；硫酸锰的过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述向锰材料的硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；混合工序，该工序将由所述硫酸钴的过滤工序得到的含有钴离子和SO42-离子的滤液、由所述硫酸镍的过滤工序得到的含有镍离子和SO42-离子的滤液、以及由所述硫酸锰的过滤工序得到的含有锰离子和SO42-离子的滤液混合；氢氧化钠添加工序，该工序向由所述混合工序得到的混合液中添加氢氧化钠；氢氧化物浓缩工序，该工序通过超滤膜对由所述氢氧化钠添加工序得到的含有氢氧化物及硫酸钠的含硫酸钠溶液进行过滤，而将所述氢氧化物浓缩，其中，该氢氧化物中含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素；以及回收工序，该工序通过从由阴离子交换膜及阳离子交换膜组成的组中选择的至少一种离子交换膜从由所述氢氧化物浓缩工序分离出的硫酸钠溶液中回收硫酸和/或氢氧化钠，将由所述回收工序回收的氢氧化钠在所述氢氧化钠添加工序中再利用，将由所述回收工序回收的硫酸在选自所述向钴材料的硫酸添加工序、所述向镍材料的硫酸添加工序和所述向锰材料的硫酸添加工序中的至少一个工序中再利用。[7]、根据[6]所述的氢氧化物的制造方法，其中，在所述混合工序中，使用由向锰材料的硫酸添加工序得到的液体物质来代替由所述硫酸锰的过滤工序得到的含有锰离子和SO42-离子的滤液。[8]、根据[1]至[7]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，当由所述氢氧化物浓缩工序分离出的硫酸钠溶液中的硫酸钠浓度低于15质量％时，还包括硫酸钠浓缩工序，该工序通过反渗透膜对所述硫酸钠溶液进行浓缩，使硫酸钠溶液中的硫酸钠的浓度为15质量％以上。[9]、根据[1]至[8]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，所述氢氧化物为NixCoyMnz(OH)2所示的氢氧化物，其中，x、y、z满足x+y+z＝1。[10]、根据[1]至[9]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，将由所述过滤工序得到的排出液与由所述硫酸添加工序得到的所述液体物质混合，并通过所述超滤膜进行过滤。[11]、根据[1]至[10]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，所述混合液中含有所述氢氧化物。[12]、根据[11]所述的氢氧化物的制造方法，其中，100质量％的所述混合液中含有10质量％以上的所述氢氧化物。[13]、根据[1]至[12]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，在所述回收工序中，通过阳离子交换膜至少回收氢氧化钠，由所述回收工序回收的氢氧化钠中的金属含量为1ppm以下。[14]、根据[1]至[13]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，在所述回收工序中，通过阴离子交换膜至少回收硫酸，由所述回收工序回收的硫酸中的金属含量为1ppm以下。[15]、根据[1]至[14]中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，使含有硫酸钠的溶液的温度为32℃以上。[16]、一种正极活性物质的制造方法，其特征在于，包括以下工序：锂化合物混合工序，该工序将通过[1]至[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的氢氧化物的制造方法，其特征在于，具有以下工序：/n硫酸添加工序，该工序向包含/n从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的单质，和/或/n含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的无机化合物的材料中添加硫酸；/n过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；/n氢氧化钠添加工序，该工序向含有由所述过滤工序得到的滤液的混合液中添加氢氧化钠，其中，该滤液中含有所述元素的离子和SO

【技术特征摘要】
20180918 JP 2018-1738561.一种含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的氢氧化物的制造方法，其特征在于，具有以下工序：
硫酸添加工序，该工序向包含
从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的单质，和/或
含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的无机化合物的材料中添加硫酸；
过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；
氢氧化钠添加工序，该工序向含有由所述过滤工序得到的滤液的混合液中添加氢氧化钠，其中，该滤液中含有所述元素的离子和SO42-离子；
氢氧化物浓缩工序，该工序通过超滤膜对由所述氢氧化钠添加工序得到的包含含有所述元素的氢氧化物及硫酸钠的含硫酸钠溶液进行过滤，而将所述氢氧化物浓缩；以及
回收工序，该工序通过从由阴离子交换膜及阳离子交换膜组成的组中选择的至少一种离子交换膜从由所述氢氧化物浓缩工序分离出的硫酸钠溶液中回收硫酸和/或氢氧化钠。


2.根据权利要求1所述的氢氧化物的制造方法，其中，将由所述回收工序回收的氢氧化钠在所述氢氧化钠添加工序中再利用。


3.根据权利要求1或2所述的氢氧化物的制造方法，其中，将由所述回收工序回收的硫酸在所述硫酸添加工序中再利用。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，
在所述氢氧化钠添加工序中，向所述混合液中加入所述氢氧化钠和氨；
在所述氢氧化物浓缩工序中，所述含硫酸钠溶液包含：含有所述元素的氢氧化物、硫酸钠和硫酸铵；
在所述回收工序中，从在所述氢氧化物浓缩工序中分离的包含硫酸钠和硫酸铵的硫酸钠溶液中，通过从由阴离子交换膜和阳离子交换膜组成的组中选择的至少一种离子交换膜回收从由硫酸、氢氧化钠和硫酸铵组成的组中选择的至少一种。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的氢氧化物的制造方法，其中，所述元素为钴。


6.一种含有从由镍、钴和锰组成的组中选择的至少一种元素的氢氧化物的制造方法，其特征在于，具有以下工序：
向钴材料的硫酸添加工序，该工序向包含
钴单质，和/或
含有钴的无机化合物的钴材料中添加硫酸，得到硫酸钴；
硫酸钴的过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述向钴材料的硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；
向镍材料的硫酸添加工序，该工序向包含
镍单质，和/或
含有镍的无机化合物的镍材料中添加硫酸，得到硫酸镍；
硫酸镍的过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述向镍材料的硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；
向锰材料的硫酸添加工序，该工序向包含
锰单质，和/或
含有锰的无机化合物的锰材料中添加硫酸，得到硫酸锰；
硫酸锰的过滤工序，该工序通过超滤膜对由所述向锰材料的硫酸添加工序得到的液体物质进行过滤；
混合工序，该工序将由所述硫酸钴的过滤工序得到的含有钴离子和SO42-离子的滤液、由所述硫酸镍的过滤工序得到的含有镍离子和SO42...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田尚义，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP