(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111519497.4 (22)申请日 2021.12.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113921932 A (43)申请公布日 2022.01.11 (73)专利权人 矿冶科技 集团有限公司 地址 100160 北京市丰台区南四环西路18 8 号总部基地十八区23号楼 (72)发明人 王海北　邓超群　李诗丽　李强　 周起帆　秦树辰　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 代理人 王焕 (51)Int.Cl. H01M 10/54(2006.01)H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) C22B 7/00(2006.01) C22B 23/00(2006.01) C22B 47/00(2006.01) (56)对比文件 CN 102676827 A,2012.09.19 CN 106505270 A,2017.0 3.15 CN 112079371 A,2020.12.15 CN 112813273 A,2021.0 5.18 CN 108517409 A,2018.09.1 1 审查员 付花荣 (54)发明名称 一种前驱体溶液及其制备方法、 正极材料和 锂离子电池 (57)摘要 本发明涉及锂离子电池回收再生领域， 具体 而言， 涉及一种前驱体溶液及其制备方法、 正极 材料和锂离子电池。 前驱体溶液的制备方法包 括： 将废旧锂离子电池的正极材料进行酸浸处 理， 固液分离后得到酸浸液； 然后将酸浸液与碳 酸盐混合， 反应后固液分离， 初步除去溶液中的 铁、 铝、 铜， 得到第一溶液； 将第一溶液除氟后与 碱液混合， 反应后固液分离， 再次除去溶液中的 铁、 铝、 铜， 得到前驱体溶液。 通过采用中和沉淀 法两步除杂， 并分别采用碳酸盐以及碱液作为中 和剂将混合物料调节至特定的pH， 实现了铁、 铝 和铜离子的深度除杂， 流程简单、 可操作性强、 生 产成本低， 且除杂过程中镍和/或钴和/或锰离子 损失率低。 权利要求书1页 说明书9页 附图1页 CN 113921932 B 2022.04.01 CN 113921932 B 1.一种前驱体溶 液的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （a） 、 将废旧锂离子电池的镍钴锰三元正极材料进行酸浸处理， 固液分离后得到酸浸 液； 然后将所述酸浸液与碳酸盐混合， 反应后固液分离， 初步除去溶液中的铁、 铝、 铜， 得到 第一溶液； （b） 、 将步骤 （a） 得到的所述第一溶液除氟后与碱液混合， 反应后固液分离， 再次除去溶 液中的铁、 铝、 铜， 得到所述前驱体溶 液； 在步骤 （a） 中， 在 所述初步除去溶液中的铁、 铝、 铜的反应过程中， 混合物料的pH为4.5~ 5.5； 在步骤 （b） 中， 在 所述再次除去溶液中的铁、 铝、 铜的反应过程中， 混合物料的pH为6.2~ 6.8； 在步骤 （a） 中， 所述碳酸盐选自碳酸钙、 碳酸铝、 碳酸镍、 碳酸钴和碳酸锰中的至少一 种； 在步骤 （b） 中， 所述碱液选自氢 氧化钠溶 液和/或氨水。 2.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 在步骤 （a） 中， 在所述初步除去溶液中 的铁、 铝、 铜的反应过程中， 混合物料的温度为 40~60℃， 反应的时间为0.5~2h。 3.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 在步骤 （a） 中， 在所述初步除去溶液中 的铁、 铝、 铜的反应过程中， 混合物料的温度为 45~55℃。 4.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 在步骤 （a） 中， 所述酸浸处理包括还原 酸浸法和焙烧 还原酸浸法。 5.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 在步骤 （b） 中， 在所述再次除去溶液中 的铁、 铝、 铜的反应过程中， 混合物料的温度为3 0~90℃， 反应的时间为0.5~3h。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113921932 B 2一种前驱体 溶液及其制备方 法、 正极材料和锂离 子电池 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子电池回收再生领域， 具体而言， 涉及一种前驱体溶液及其制 备 方法、 正极材 料和锂离 子电池。 背景技术 [0002]随着新能源汽车市场占有率日渐新高， 动力电池作为新能源汽车的核心部件之 一， 废动力电池的量也会增多。 废动力电池含有大量有价金属， 其中Ni、 Co、 Mn、 Li含量可分 别达到5~12%、 5~20%、 7~10%和2~5%。 对废动力电池回收利用， 不仅能提高原料自给率， 还能 减少对环境的影响。 [0003]从废锂电池正极材料回收Ni、 Co、 Mn， 大多将其酸浸富集至酸浸液中， 而后采用化 学沉淀、 置换、 离子交换、 萃取等方法将杂质进行除杂， 得到的除杂后液再经分离提纯制备 各种高纯镍钴锰盐。 例如， 中国专利CN112646974A公开了一种从废旧三元锂电池正极材料 中回收有价金属的方法， 该方法对正极材料进行酸浸得到酸浸液后， 之后依 次分别加 碳酸 钠、 氟化钠进行除铁铝和钙镁锂， 最后利用P507、 P204分别萃取钴锰和镍。 又如， 中国专利 CN1105278 35N公开了一种废旧三元锂电池 软包全组分回收的方法， 该方法利用氢氧化钠溶 液调节酸浸液pH至6.5 ±0.1， 实现Fe/Al除杂， 随后对除杂后液直接沉淀制备前驱体。 再如， 中国专利CN112048615A公开了一种从废旧三元电池中回收硫酸盐的方法， 该方法首先对废 三元锂电池焙烧分离铝箔和正极粉末材料， 之后对正极粉末材料进 行酸浸， 萃 取除铜， 用碳 酸钠或氢 氧化钠中和除F e/Al， 萃取分离回收镍钴锰硫酸盐。 [0004]但是， 上述方法存在以下若干问题： （1） 杂质的除杂或镍钴锰的分离均 采用萃取法 实现， 萃取过程繁琐， 成本较高； （2） 采用中和沉淀法进 行除杂时， 所用中和剂为氢氧化钠或 碳酸钠， Ni/Co/Mn将因局部过碱或生 成难溶碳酸盐造成损失严重； （3） 所制备的产品大多为 高纯Ni/Co/Mn盐， 而制备 前驱体时又将其混合， 导 致分离过程浪费， 成本增 加。 [0005]有鉴于此， 特提出本发明。 发明内容 [0006]本发明的第一目的在于提供一种前驱体溶液的制备方法， 通过采用中和沉淀法两 步除杂， 并分别采用碳酸盐以及碱液作为中和剂将混合物料调节至特定的pH， 实现了铁、 铝 和铜离子的深度除杂， 不采用萃取法使工艺流程简单、 可操作性强、 生产成本低， 且除杂过 程中镍和/或钴和/或锰离子损失率低， 解决了 现有技术中存在的除杂工艺流程长、 成本高、 废水排放量大以及除杂过程 Ni、 Co、 Mn损失严重等问题。 [0007]本发明的第二目的在于提供一种前驱体溶液， 该前驱体溶液可直接用于制备前驱 体， 成本低， 有利于进一 步推广使用。 [0008]本发明的第三目的在于提供一种正极材料， 该正极材料的制备原料包括是从废弃 物中获得， 变废为宝， 不仅有利于保护环境， 而且大 大节约了成本 。 [0009]本发明的第四目的在于提供一种锂离 子电池， 其制备成本低。说　明　书 1/9 页 3 CN 113921932 B 3