CN109574091A - 三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法 - Google Patents

三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109574091A
CN109574091A CN201811407857.XA CN201811407857A CN109574091A CN 109574091 A CN109574091 A CN 109574091A CN 201811407857 A CN201811407857 A CN 201811407857A CN 109574091 A CN109574091 A CN 109574091A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ternary precursor
time
added
solution
sulfate liquor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811407857.XA
Other languages
English (en)
Inventor
邓睿超
纪方力
訚硕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Zhongwei Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Hunan Zhongwei Amperex Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Zhongwei Amperex Technology Ltd filed Critical Hunan Zhongwei Amperex Technology Ltd
Priority to CN201811407857.XA priority Critical patent/CN109574091A/zh
Publication of CN109574091A publication Critical patent/CN109574091A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen

Abstract

本发明提供了一种三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，该方法先调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标，然后向溶液中首次加入双氧水至溶液清亮，再第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温后的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。相比于现有技术，本发明所提供的净化方法解决了双氧水用量不可控，硫酸消耗大和溶液质量不稳定的问题，同时降低了生产成本，提高了有价镍钴的收率。

Description

三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法。
背景技术
锂离子电池是目前综合性能最好的二次蓄电池，由于比能量高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应及安全性好等特点，广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、电动自行车、军用设备、调峰储能以及分散式储能等多个领域。正极材料是锂离子电池的关键材料，在很大程度上决定了电池的性能。常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料(LiNixCoyM1-x-yO2，M为Mn或Al)。三元材料具有较为平衡的成本、能量密度、循环及安全性能等优势，成为电动汽车、电动自行车等产品的主要选择，尤其在乘用车领域，三元材料凭借其更高的性价比优势，逐步超越磷酸铁锂和锰酸锂成为主流车企的选择。三元材料的性能和成本主要取决于生产工艺和设备，此外提高前驱体的物化性能对提高三元正极材料的性能尤为关键。
一方面，Fe在三元前驱体材料中含量过高，因其不同离子价态间的相互转换，会产生较大的自放电现象，造成电池的容量损失；此外，Fe单质的存在还会造成电池微短路，引起电池胀气，严重时甚至会引起爆炸。因此，降低材料中的Fe含量显得尤为重要。
现有技术中，三元前驱体溶解净化是在加完定量酸后，直接加双氧水至清亮，这种方法的双氧水用量不可控，硫酸消耗大，溶液质量不稳定。因此，仍需一种新的三元前驱体硫酸盐溶液净化方法。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
优选地，步骤(1)所述液固比为(3～5)：1。
优选地，步骤(1)所述硫酸是浓硫酸。
优选地，步骤(1)所述pH达标的范围是4.0～4.5。
进一步优选地，测量pH所用的设备为笔式pH计。
优选地，步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入，首次加入双氧水的浓度为0.2～0.5mol/L，设备为计量泵。
优选地，步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.02～0.2mol/L。
相比于现有技术中在除铁时依靠液碱调节溶液pH，通常将pH控制在5.0～5.5，步骤(3)采用三元前驱体物料调节pH，将pH控制在4.5～5.0，可以避免pH过高，有利于提高镍和钴的收率。
优选地，步骤(3)所述升温的温度范围是85～95℃。
优选地，步骤(3)所述恒温的时间为30～60min。
优选地，步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤。
进一步优选地，所述微孔精密过滤的孔径≤3μm。
优选地，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
现有技术中，由于产生的铁渣颗粒较细，采用一级或二级过滤，存在穿滤现象，本发明的方法在第一次过滤后，先通过陈化槽进行陈化，有利于铁渣颗粒长大，易于过滤拦截。
本发明的有益效果
1、相比于现有技术，本发明所提供的净化方法解决了双氧水用量不可控，硫酸消耗大和溶液质量不稳定的问题，同时降低了生产成本，提高了有价镍钴的收率，镍和钴的收率可以达到99.5％；
2、相比于现有技术中在除铁时依靠液碱调节溶液pH，通常将pH控制在5.0～5.5，本发明的方法中，步骤(3)采用三元前驱体物料调节pH，将pH控制在4.5～5.0，有效避免了pH过高的问题；
3、现有技术中，由于产生的铁渣颗粒较细，采用一级或二级过滤，存在穿滤现象，本发明的方法在第一次过滤后，先通过陈化槽进行陈化，有利于铁渣颗粒长大，易于过滤拦截。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述pH达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入，双氧水的浓度为0.2mol/L
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.02mol/L升温的温度是85℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
实施例2
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述pH达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入双氧水的浓度为0.5mol/L。
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.2mol/L，升温的温度是95℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
实施例3
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述pH达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入双氧水的浓度为0.25mol/L。
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.1mol/L，升温的温度是90℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
对比例1
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标；
(2)向步骤(1)的溶液中一次性加入双氧水至溶液清亮；
(3)将步骤(2)的溶液升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述pH达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述一次性加入双氧水的方式为从容器底部加入，双氧水的浓度为0.5mol/L，步骤(3)所述升温的温度是90℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
对比例2
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后流经单个陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述pH达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入双氧水的浓度为0.25mol/L。
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.1mol/L，升温的温度是90℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm。
检测例
国家标准GB/T 26300-2010《镍钴锰三元复合氢氧化物》中对铁元素的要求为Fewt％≤0.01，本例检测了相同溶液经过实施例1～3和对比例1、2处理后三元前驱体硫酸盐溶液中铁的含量，以及最终镍和钴的收率。结果如表1所示。
表1处理后三元前驱体硫酸盐溶液中的铁含量

Claims (9)

1.三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至pH达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至pH达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
2.根据权利要求1所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤(1)所述液固比为4：1。
3.根据权利要求1所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤(1)所述pH达标的范围是4.0～4.5。
4.根据权利要求1所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入，首次加入双氧水的浓度为0.2～0.5mol/L。
5.根据权利要求1所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.02～0.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤(3)所述升温的温度范围是85～95℃。
7.根据权利要求1所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤。
8.根据权利要求7所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，所述微孔精密过滤的孔径≤3μm。
9.根据权利要求1所述的三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，其特征在于，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
CN201811407857.XA 2018-11-23 2018-11-23 三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法 Pending CN109574091A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811407857.XA CN109574091A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811407857.XA CN109574091A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109574091A true CN109574091A (zh) 2019-04-05

Family

ID=65924316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811407857.XA Pending CN109574091A (zh) 2018-11-23 2018-11-23 三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109574091A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113912135A (zh) * 2021-09-28 2022-01-11 南通金通储能动力新材料有限公司 一种镍钴锰氢氧化物的水洗方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583563A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 常开军 一种用于电池材料的超高纯电池级氯化锰制造方法
CN107058738A (zh) * 2016-12-31 2017-08-18 山东飞源科技有限公司 从镍渣中回收硫酸镍的方法
CN107768764A (zh) * 2017-10-19 2018-03-06 湖北碧拓新材料科技有限公司 一种废旧锂离子电池回收制作三元前驱体工艺
CN107871912A (zh) * 2017-09-25 2018-04-03 湖南邦普循环科技有限公司 一种从回收废锂离子电池中有价金属时产生的浸出液中除铁铝的方法
CN108456787A (zh) * 2017-12-22 2018-08-28 东营方圆有色金属有限公司 一种粗硫酸镍精制有价元素综合回收的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583563A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 常开军 一种用于电池材料的超高纯电池级氯化锰制造方法
CN107058738A (zh) * 2016-12-31 2017-08-18 山东飞源科技有限公司 从镍渣中回收硫酸镍的方法
CN107871912A (zh) * 2017-09-25 2018-04-03 湖南邦普循环科技有限公司 一种从回收废锂离子电池中有价金属时产生的浸出液中除铁铝的方法
CN107768764A (zh) * 2017-10-19 2018-03-06 湖北碧拓新材料科技有限公司 一种废旧锂离子电池回收制作三元前驱体工艺
CN108456787A (zh) * 2017-12-22 2018-08-28 东营方圆有色金属有限公司 一种粗硫酸镍精制有价元素综合回收的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113912135A (zh) * 2021-09-28 2022-01-11 南通金通储能动力新材料有限公司 一种镍钴锰氢氧化物的水洗方法
CN113912135B (zh) * 2021-09-28 2023-04-07 南通金通储能动力新材料有限公司 一种镍钴锰氢氧化物的水洗方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107267759B (zh) 一种锂离子电池正极材料的综合回收方法
CN103606694B (zh) 一种商用钒电池电解液的制备方法
CN109775678B (zh) 废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁和工业级磷酸锂的方法
CN107285394B (zh) 一种三元正极材料用前驱体及其制备方法
CN107459069B (zh) 一种降低镍钴铝前驱体硫含量的方法
CN110422891A (zh) 一种制备镍钴锰三元前驱体的方法、系统及应用
CN109402394A (zh) 一种从锂离子电池电极废料中综合回收有价金属的方法
CN109234524A (zh) 一种从废旧三元锂电池中综合回收有价金属的方法及系统
CN107623124B (zh) 一种球形镍钴锰前驱体材料的制备方法
CN113072048B (zh) 一种钠法生产磷酸铁的污水处理及渣料回收利用工艺
CN107585793A (zh) 利用高温合金废料制备镍钴铝三元正极材料前驱体的方法
CN108529688A (zh) 一种三元正极材料前驱体的制备方法
CN111446478B (zh) 一种以富钒液为原料制备钒电池电解液的方法
CN111943278B (zh) 窄粒径分布的三元前驱体的制备方法
CN104779388A (zh) 镍钴二元正极材料前驱体制备方法以及该法制得镍钴二元正极材料前驱体
CN108134046B (zh) 一种共沉淀法正极材料碳酸盐前驱体的清洁生产方法
CN114349068A (zh) 一种大粒径镍钴铝三元正极材料前驱体的制备方法
CN107399766B (zh) 一种球形镍钴锰前驱体材料的制备方法
CN103422118B (zh) 两矿法生产电解金属锰的方法及两矿法生产的电解金属锰
CN109574091A (zh) 三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法
CN110311187A (zh) 锂电池回收处理的方法
CN106145188A (zh) 一种用钠化提钒液制备钒电解液用高纯五氧化二钒的方法
CN108946825A (zh) 一种小粒度四氧化三钴的制备方法
CN103545503B (zh) 一种低铁含量的三元前驱体的制备方法
WO2024060505A1 (zh) 一种普鲁士类正极材料的回收方法及其制备的锰基普鲁士白正极材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190405

RJ01 Rejection of invention patent application after publication