[发明专利]用于正极活性物质的分级机和使用其再生锂前体的方法

说明书

在用于再生锂前体的方法中，制备正极活性物质混合物，该正极活性物质混合物包括粉尘颗粒和含有锂复合氧化物颗粒的活性物质粉末。使用分级机将粉尘颗粒从正极活性物质混合物中分离以收集活性物质粉末。将活性物质粉末还原以形成初级前体混合物。由初级前体混合物回收锂前体。可以以高收率获得高纯度的锂前体。

技术领域

本发明涉及用于正极活性物质的分级机和使用该分级机再生锂前体的方法。更具体地，本发明涉及一种用于正极活性物质的分级机以及使用该分级机从废含锂化合物中再生锂前体的方法

背景技术

随着信息技术和显示技术的发展，可重复充电和放电的二次电池已被广泛用作例如便携式摄像机、移动电话、笔记本电脑等的移动电子设备的电源。二次电池包括例如锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等。锂二次电池由于运行电压和每单位重量能量密度高、充电率高、尺寸紧凑等而在电池中得到积极开发和应用。

锂二次电池可以包括电极组件，该电极组件包括正极、负极、隔膜层(隔膜)和浸没电极组件的电解液。锂二次电池可以进一步包括外壳，该外壳具有例如用于容纳电极组件和电解液的软包形状。

锂金属氧化物可以用作锂二次电池的正极活性物质。锂金属氧化物可以另外包含过渡金属，例如镍、钴、锰等。

作为正极活性物质的锂金属氧化物可以通过使锂前体与含有镍、钴和锰的镍-钴-锰(NCM)前体反应来制备。

由于将上述高成本有价金属用于正极活性物质，因此制造正极物质需要20％以上的生产成本。此外，由于最近环境保护问题备受关注，正在研究正极活性物质的回收方法。对于正极活性物质的回收利用，需要从废正极中高效、高纯度地再生锂前体。

例如，韩国公布专利申请第2015-0002963号公开了一种使用湿式方法回收锂的方法。然而，锂是通过湿法提取从提取钴、镍等后剩余的废液中回收的，因此回收率过度降低并且可能从废液中产生大量杂质。

(专利文献1)韩国登记专利第2015-0002963号

发明内容

[技术目标]

根据本发明的一个方面，提供一种用于以高纯度和高收率回收锂前体的分级机，以及使用该分级机再生锂前体的方法。

[技术手段]

在根据本发明的实施方案的用于再生锂前体的方法中，制备正极活性物质混合物，该正极活性物质混合物包括含有锂复合氧化物颗粒的活性物质粉末和粉尘颗粒。使用分级机将粉尘颗粒从正极活性物质混合物中分离以收集活性物质粉末。将活性物质粉末还原以形成初级前体混合物。由初级前体混合物回收锂前体。

在示例性实施方案中，粉尘颗粒可以包括源自碳基导电材料和粘合剂的颗粒。

在示例性实施方案中，在收集活性物质粉末中，可以将活性物质粉末分级为要分别收集的第一活性物质粉末和第二活性物质粉末。

在示例性实施方案中，第二活性物质粉末的平均粒径可以小于第一活性物质粉末的平均粒径。

在示例性实施方案中，可以对收集的第一活性物质粉末进行还原处理以形成初级前体混合物，并且可以用酸溶液对收集的第二活性物质粉末进行处理。

在示例性实施方案中，粉尘颗粒的分离以及第一活性物质粉末和第二活性物质粉末的分级可以在分级机中一起进行。

在示例性实施方案中，还原活性物质粉末可以是在流化床反应器中使用还原反应气体进行的。

在示例性实施方案中，由初级前体混合物回收锂前体可以包括用水洗涤初级前体混合物。