1.一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将废旧锂离子电池正极材料直接或破碎后,与含氟有机酸水溶液混合,并进行反应,使废旧正极材料中的含锂活性物质与铝箔分离,然后进行液-固-固分离,分别得到浸出液、含锂活性物质和铝箔;(2)将分离得到的含锂活性物质置于高温炉中焙烧,除去其中的导电剂和粘结剂,然后采用碱溶液溶解焙烧后得到的正极活性物质,以除去其中的少量杂质铝,得到脱铝失效正极活性物质;(3)向步骤(1)所得的浸出液中加入无机酸,并进行加热处理,采用相对挥发度的不同回收水溶液中的含氟有机酸,用于继续处理废旧锂离子电池正极材料,热处理后得到的残液通过加碱中和沉淀去除Al3+、Fe3+杂质,反应后得到除杂净化液;(4)向步骤(3)所得的除杂净化液中加入镍、钴或锰盐,调节净化液中的镍、钴和锰的摩尔比为1:1:1,然后加入碳酸铵溶液,使所述除杂净化液的pH值控制在10.0~10.4,采用共沉淀法制备镍钴锰碳酸盐三元前驱体;(5)将步骤(2)和步骤(4)得到的固体产物进行过滤、洗涤、烘干后充分研磨,得到镍钴锰三元混合粉末;(6)加入镍、钴或锰盐,调节步骤(5)得到的混合粉末中镍、钴和锰的摩尔比为1:1:1;(7)向步骤(6)中组分调控后得到的混合粉末中加入一定比例的碳酸锂,使Li与Ni、Co和Mn金属总量的摩尔比为理论值的1.05~1.1倍,充分研磨混合均匀后过200目标准筛,将筛下物置于高温炉中,以2℃·min-1速率升温至800℃~850℃高温后,恒温15h~20h,然后缓慢降至室温,再制备电池材料级镍钴锰酸锂正极活性物质。
2.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:步骤(1)中所处理的废旧锂离子电池正极材料是钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、二元复合正极材料(LiNixCo1-xO2、LiNixMn1-xO2)、三元复合正极材料(LiNixCoyMn1-x-yO2)中的一种或任意两种或两种以上的组合;所述正极材料中使用的导电剂是乙炔黑、炭黑、导电石墨、金属纤维、碳纤维或碳纳米管中的任意一种;所述正极材料中使用的粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)或丁苯橡胶(SBR)中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:步骤(1)中所述含氟有机酸是二氟乙酸、三氟乙酸、二氟丙酸或三氟丙酸中的一种;所述含氟有机酸水溶液的体积浓度为10%~40%;所述含氟有机酸水溶液与废旧正极材料的液固比为2mL·g-1~20mL·g-1;反应温度为40℃~70℃;反应时间为30min~360min。
4.根据权利要求1或3所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:所述步骤(1)中含氟有机酸水溶液的体积浓度为15%~25%;所述含氟有机酸水溶液与废旧正极材料的液固比为8mL·g-1~10mL·g-1;反应温度为50℃~60℃;反应时间为180min~300min。
5.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:步骤(1)中所述液-固-固分离是指利用孔径1-5mm的多孔材质作为过滤介质,截留得到铝箔,透过的部分再使用常规滤布过滤,分别得到含锂活性物质和浸出液。
6.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:所述步骤(2)中高温炉内温度应控制在500℃~700℃,反应时间为3h~6h。
7.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:所述步骤(2)中的碱是氢氧化钠或氢氧化钾,碱溶液中碱的摩尔浓度为
0.5mol·L-1~5mol·L-1,碱的用量为理论值的5~20倍,反应温度为60℃~80℃,反应时间为60min~180min。
8.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:步骤(3)中所加无机酸为硫酸、盐酸或硝酸,其摩尔浓度为0.5mol·L-1~4mol·L-1,加热温度为50℃~150℃。
9.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:步骤(3)中所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氨,碱液中碱的摩尔浓度为
0.5mol·L-1~2mol·L-1,反应温度为70℃~80℃,调节所述残液的pH值至5.0~8.0。
10.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料全组分资源化回收方法,其特征在于:步骤(5)中过滤得到的固体产物经去离子水洗涤、过滤后,于120℃恒温干燥箱中烘干8h,获得镍钴锰三元混合粉末。
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