镍钴锰正极材料和废旧镍钴锰正极材料的回收方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112993242A(43)申请公布日2021.06.18(21)申请号202110509993.5H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.05.11H01M10/54(2006.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人万江涛张宁张勇杰刘满库李子郯(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人张美月(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)C01B25/30(2006.01)C01G53/00(2006.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书2页说明书8页(54)发明名称镍钴锰正极材料和废旧镍钴锰正极材料的回收方法(57)摘要本发明提供了一种镍钴锰正极材料和废旧镍钴锰正极材料的回收方法。该回收方法包括：对废旧镍钴锰正极材料进行破碎，得到粒料；将粒料作为晶种，使含镍源、钴源和锰源的溶液进行沉淀反应，得到镍钴锰前驱体；在镍钴锰前驱体表面进行锂源包覆，形成新的镍钴锰三元正极材料。采用上述回收方法不仅能够缩短废旧镍钴锰正极材料的回收流程，降低成本，还能够提高新的镍钴锰三元正极材料的放电容量和循环性能等电学性能。CN112993242ACN112993242A权利要求书1/2页1.一种废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述废旧镍钴锰正极材料的回收方法包括：对所述废旧镍钴锰正极材料进行破碎，得到粒料；将所述粒料作为晶种，使含镍源、钴源和锰源的溶液进行沉淀反应，得到镍钴锰前驱体；在所述镍钴锰前驱体表面进行锂源包覆，形成新的镍钴锰三元正极材料。2.根据权利要求1所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，经所述破碎过程后，粒料的粒径为1～5μm；所述废旧镍钴锰正极材料的回收方法还包括：三元正极极片进行拆解剥离，以去除所述三元正极极片中含有的碳类材料、隔膜、电解液和粘结剂中的一种或多种，得到所述废旧镍钴锰正极材料。3.根据权利要求2所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述拆解剥离的过程包括：将所述三元正极极片进行第一煅烧处理，得到所述废旧镍钴锰正极材料；所述第一煅烧处理的温度为500～700℃，时间为2～8h。4.根据权利要求3所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述拆解剥离的过程包括：将所述第一煅烧处理的产物进行酸溶剥离，得到所述废旧镍钴锰正极材料；所述酸溶剥离过程包括将所述第一煅烧处理的产物与硫酸及双氧水反应；所述硫酸的浓度为98wt%，加入量为所述第一煅烧处理的产物的1～5%；所述双氧水的浓度为30wt%，用量为所述酸溶剥离的反应体系的总体积的1～5vol%，所述酸溶剥离的温度为40～60℃。5.根据权利要求1至4中任一项所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述沉淀过程包括：将所述粒料与水配制为50～200g/L的浆料，并将其pH调至10‑11；将氢氧化钠和氨水作为沉淀剂，将所述浆料、所述含镍源、钴源和锰源的溶液进行沉淀反应，得到所述镍钴锰前驱体，且所述镍源、所述钴源和所述锰源的摩尔比与所述粒料中镍钴锰的摩尔比相同；所述粒料，所述含镍源、钴源和锰源的溶液中镍钴锰元素的总摩尔数，所述氢氧化钠和所述氨水的比例为（50～200）g:（0.5～2）mol:（5～10）mol:（8～12）mol。6.根据权利要求5所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述沉淀反应的温度为30～75℃，反应时间为20～120h。7.根据权利要求5所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述锂源包覆过程包括：将所述镍钴锰前驱体、氢氧化锂和可溶性碳酸盐进行陈化处理，得到所述新的镍钴锰三元正极材料。8.根据权利要求7所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述新的镍钴锰三元正极材料的制备方法还包括：将经所述锂源包覆的镍钴锰前驱体与掺杂剂进行第二煅烧处理，得到掺杂产物；将所述掺杂产物与氧化铝进行第三煅烧处理，得到所述新的镍钴锰三元正极材料。9.根据权利要求8所述的废旧镍钴锰正极材料的回收方法，其特征在于，所述掺杂剂选自氧化锌、氧化钛、氧化钪、氧化铝、氧化镁和氧化镓组成的组中的一种或多种；2CN112993242A权利要求书2/2页以占所述锂源包覆的镍钴锰前驱体的重量百分含量计，所述掺杂剂的用量为0.05～2%；所述第三煅烧处理中，以占所述锂源包覆的镍钴锰前驱体的重量百分含量计，所述氧化铝的用量为0.05～2%。10.一种镍钴锰正极材料，其特征在于，所述镍钴锰正极材料包括：内芯层；第一包覆层，所述第一包覆层包覆在所述内芯层表面；第二包覆层，所述第二包覆层包覆在所述第一包覆层表面；其中，所