从废锂二次电池正极材料中回收锂前体的方法技术

本发明专利技术提供一种回收锂前体的方法，所述方法包括以下步骤：a)将废锂二次电池正极材料与尿素进行混合以制备第一混合物；b)将所述第一混合物进行煅烧以制备第二混合物；以及c)将所述第二混合物进行水洗处理以获得氢氧化锂。述第二混合物进行水洗处理以获得氢氧化锂。述第二混合物进行水洗处理以获得氢氧化锂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从废锂二次电池正极材料中回收锂前体的方法


[0001]本专利技术涉及一种从废锂二次电池正极材料中回收锂前体的方法。

技术介绍

[0002]随着锂二次电池市场向信息技术(Information Technology，IT)设备用电池、电动汽车、储能装置(ESS)等各种领域扩展，锂二次电池的需求与日俱增。随着需求的增加，废锂二次电池的量也与日俱增。
[0003]正极材料占锂二次电池成本的60％以上，作为这种正极，使用具有优异的可逆性、低自放电率、高容量、高能量密度且易于合成的锂钴氧化物(LiCoO2)。此外，为了减少高价的钴的使用量，以同时包含Ni和Mn等的锂镍钴锰氧化物(Li(Ni,Co,Mn)O2)和锂锰氧化物(LiMnO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)等复合氧化物形式使用。如上所述的正极材料中含有约5
‑
7％的锂，因此从废锂二次电池正极材料中回收锂化合物的方法备受关注。
[0004]作为现有的利用废锂二次电池正极材料回收锂的技术，通常使用用盐酸、硫酸和硝酸等强酸提取废正极材料后用碱中和以使钴和镍等以氢氧化物的形式沉淀并回收的工艺，以及在过氧化氢的存在下用硫酸或硝酸溶解正极材料后通过中和沉淀法分离和回收金属的工艺。但是，所述提取工艺时需要使用强酸，因此蒸发到大气中而引起严重的环境污染，特别是酸引起的设备腐蚀等问题非常严重。
[0005]为了解决上述问题，提出了通过简单混合废正极材料和碳粉并在氧化气氛或还原气氛下进行热处理来回收锂、钴、镍等的方法，但由于600℃以上的高温热处理带来的成本问题以及与利用强酸的回收方法相比浸出效率降低，因此存在锂回收率低的问题。

技术实现思路

要解决的技术问题
[0006]本专利技术的目的在于提供一种在低温下从废锂二次电池正极材料中以高收率回收氢氧化锂的方法。技术方案
[0007]本专利技术提供一种回收锂前体的方法，所述方法包括以下步骤：a)将废锂二次电池正极材料与尿素(Urea)进行混合以制备第一混合物；b)将所述第一混合物进行煅烧以制备包含氢氧化锂的第二混合物；以及c)将所述第二混合物进行水洗处理以分离锂前体。
[0008]根据一个实施方案，所述煅烧的温度可以为450
‑
600℃。
[0009]根据一个实施方案，所述步骤b)可以在惰性气体气氛中进行。
[0010]根据一个实施方案，所述水洗可以在20
‑
90℃下进行。
[0011]根据一个实施方案，通过所述水洗处理可以形成氢氧化锂水溶液。
[0012]根据一个实施方案，所述步骤c)可以进一步包括将氢氧化锂进行结晶化的步骤。
[0013]根据一个实施方案，相对于100重量份的所述正极材料，可以混合5
‑
50重量份的所述尿素。
[0014]根据一个实施方案，所述正极材料可以由以下化学式1表示。
[0015][化学式1][0016]Li
x
Ni
a
Co
b
M
(1
‑
a
‑
b)
O
y
[0017](在化学式1中，M选自Mn、Na、Mg、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Ge、Sr、Ag、Ba、Zr、Nb、Mo、Al、Ga和B，0<x≤1.1，2≤y≤2.02，0.5≤a≤1，0≤b≤0.5)。
[0018]根据一个实施方案，从所述废锂二次电池正极材料中的氢氧化锂的回收率可以为50％以上。有益效果
[0019]根据本专利技术的从废锂二次电池正极材料中回收锂前体的方法中使用尿素作为还原剂，从而具有在600℃以下的低温下也可以以高收率回收氢氧化锂的优点。
[0020]此外，无需使用硫酸等强酸即可有效地回收氢氧化锂。
附图说明
[0021]图1是用于说明根据本专利技术的一个实施方案的回收锂前体的方法的流程图。
具体实施方式
[0022]参照附图和详细说明的实施方案，本专利技术的优点、特征以及实现这些的方法会更加清楚。但是，本专利技术并不限于以下公开的实施方案，而是可以以不同的各种方式实现，本实施方案仅仅是为了使本专利技术的公开完整并向本专利技术所属
中的技术人员完整地说明专利技术的范围而提供的，本专利技术仅由权利要求的范围定义。以下，参照附图，对本专利技术的具体实施方案进行详细说明。与附图无关地，相同的附图标记表示相同的构成要素，并且“和/或”包括所提到的每个项和一个以上的项的所有组合。
[0023]除非另有定义，否则本说明书中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以按照本专利技术所属
中的技术人员通常理解的含义使用。在说明书全文中，当描述某部分“包含”或“包括”某构成要素时，除非另有相反的特别说明，否则这表示还可以包含其他构成要素，而不是排除其他构成要素。此外，除非文中特别提及，否则单数形式还包括复数形式。
[0024]当本说明书中描述层、膜、区域、板等部分位于其他部分“上面”或“上”时，这不仅包括“直接”位于其他部分“上面”的情况，而且还包括其中间存在其他部分的情况。
[0025]本说明书中使用的术语“前体”用于泛指为了提供电极活性物质中包含的特定金属而包含所述特定金属的化合物。
[0026]以往，笔记本电脑、智能手机等IT设备用电池主导了锂二次电池市场，但近年来，随着电动汽车市场的快速增长，具有高容量锂二次电池主导市场的趋势。迎合这种高容量锂二次电池市场的快速增长趋势，使用可提高锂二次电池的容量的镍和易于合成的氢氧化锂作为主要原料。具体地，镍具有在高温下无法很好地与锂合成的特性。因此，将熔点低于碳酸锂的氢氧化锂与镍合成，从而容易合成提高镍含量的“高镍”正极材料，因此具有使用氢氧化锂作为高容量锂二次电池的主要原料的趋势。
[0027]迎合所述高容量锂二次电池市场的趋势，本专利技术提供一种从废锂二次电池正极材料中回收包含氢氧化锂的锂前体的方法。具体地，所述回收方法包括以下步骤：a)将废锂二
次电池正极材料与尿素进行混合以制备第一混合物；b)将所述第一混合物进行煅烧以制备包含氢氧化锂的第二混合物；以及c)将所述第二混合物进行水洗处理以分离锂前体，从而具有可以在低温下以高收率回收氢氧化锂的优点。
[0028]所述步骤a)是将废锂二次电池正极材料和作为固体还原剂的尿素进行混合的步骤，在所述步骤a)之前可以进一步包括从废锂二次电池中获得正极材料的步骤。
[0029]所述废锂二次电池包括正极、负极以及介于所述正极和负极之间的隔膜，所述正极和负极可以分别包括涂布在正极集流体或负极集流体上的正极活性物质层或负极活性物质层。其中，所述废锂二次电池可以包括不能再利用(充放电)的锂二次电池，例如可以包括因长时间使用而导致充放电性能显著降低的锂二次电池或者因物理冲击或化学反应而损坏的锂二次电池。
[0030]可以通过从所述废锂二次电池中分离正极并回收废正极来回收锂或锂衍生物。所述废正极包括正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种回收锂前体的方法，其包括以下步骤：a)将废锂二次电池正极材料与尿素进行混合以制备第一混合物；b)将所述第一混合物进行煅烧以制备包含氢氧化锂的第二混合物；以及c)将所述第二混合物进行水洗处理以分离锂前体。2.根据权利要求1所述的回收锂前体的方法，其中，所述煅烧的温度为450
‑
600℃。3.根据权利要求1所述的回收锂前体的方法，其中，所述步骤b)在惰性气体气氛中进行。4.根据权利要求1所述的回收锂前体的方法，其中，所述水洗处理在20
‑
90℃下进行。5.根据权利要求1所述的回收锂前体的方法，其中，通过所述水洗处理形成氢氧化锂水溶液。6.根据权利要求1所述的回收锂前体的方法，其中，所述步骤c)进一步包括将氢氧化锂进行结晶化的步骤。7.根据权利要求1所述的回收锂前体的方法，其中，相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪锡俊，朴智娟，尹祯培，李承玉，金智玟，孙成烈，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：