用于分离锂前体的方法和用于分离锂前体的系统技术方案

根据本发明专利技术的实施方案的用于分离锂前体的方法包括以下步骤：制备包含初级锂前体和初级过渡金属前体的初级前体混合物，在反应器中将该初级前体混合物与沉淀液混合以形成前体混合物，并将非反应性气体注入该前体混合物中。因此，可以以高纯度和高效率分离锂前体。可以以高纯度和高效率分离锂前体。可以以高纯度和高效率分离锂前体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分离锂前体的方法和用于分离锂前体的系统


[0001]本专利技术涉及一种用于分离锂前体的方法和一种用于分离锂前体的系统。更具体地，本专利技术涉及用于从初级前体混合物中分离锂前体的一种方法和一种系统。

技术介绍

[0002]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。锂二次电池由于工作电压和每单位重量能量密度高、充电率高、尺寸紧凑等而被积极开发和应用。
[0003]锂二次电池可以包括包括正极、负极和隔膜层(隔膜)的电极组件以及浸没该电极组件的电解液。锂二次电池可以进一步包括具有例如用于容纳电极组件和电解液的软包(pouch)形状的外壳。
[0004]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例如镍、钴和锰的过渡金属。
[0005]可以通过使锂前体和含有镍、钴和锰的镍
‑
钴
‑
锰(NCM)前体反应来制备作为正极活性物质的锂金属氧化物。
[0006]由于在正极活性物质中使用上述高成本的贵金属，因此在正极活性物质的制造中需要过高的成本。此外，随着近来环境保护问题的突出，已经研究了正极活性物质的回收方法。为了正极活性物质的回收，需要从使用过的正极中以高效率和高产率再生锂前体。
[0007]例如，韩国公布专利申请第2015
‑
0002963号公开了一种使用湿法回收锂的方法。然而，锂是从提取钴、镍等后剩余的废液中通过湿法提取回收的，因此回收率可能过度降低，并且可能从废液中产生大量杂质。
[0008][技术目的][0009]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于以高效率和高纯度分离锂前体的方法。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于以高效率和高纯度分离锂前体的系统。
[0011][达到目的的方法][0012]在根据示例性实施方案的用于分离锂前体的方法中，制备了包括初级锂前体和初级过渡金属前体的初级前体混合物。在反应器中将该初级前体混合物与沉淀液混合以形成前体混合物。将非反应性气体注入该前体混合物中。
[0013]在一些实施方案中，反应器可以是流化床反应器。
[0014]在一些实施方案中，可以通过对从锂二次电池收集的正极活性物质进行还原反应来制备初级前体混合物。
[0015]在一些实施方案中，可以于在反应器中形成前体混合物之前进行还原反应。
[0016]在一些实施方案中，初级锂前体可以包括氢氧化锂。
[0017]在一些实施方案中，初级锂前体可进一步包括氧化锂或碳酸锂。
[0018]在一些实施方案中，可以通过选择性地将氢氧化锂溶解于沉淀液中而形成前体混
合物。
[0019]在一些实施方案中，沉淀液可以包括水。
[0020]在一些实施方案中，沉淀液可以进一步包括碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。
[0021]在一些实施方案中，前体混合物中沉淀液的质量可以是初级锂前体的质量的2至20倍。
[0022]在一些实施方案中，前体混合物可以包括含有初级前体混合物的浆料或溶液。
[0023]在一些实施方案中，将非反应性气体注入前体混合物可以包括脉冲注入非反应性气体。
[0024]在一些实施方案中，非反应性气体在沉淀液中的溶解度可以为1.5g/L以下。
[0025]在一些实施方案中，非反应性气体可以包括选自氮气、氖气、氩气、氪气和氙气中的至少一种。
[0026]在一些实施方案中，可以将非反应性气体注入反应器的下部。
[0027]在一些实施方案中，注入非反应性气体可以包括降低反应器的上部处的非反应性气体的线速度。
[0028]在一些实施方案中，可以将非反应性气体的线速度降低至0.1cm/秒至3cm/秒。
[0029]在一些实施方案中，反应器的上部可以包括具有扩展的直径或扩展的宽度的膨胀部。
[0030]在一些实施方案中，可以在多个循环中重复进行形成前体混合物和注入非反应性气体。
[0031]根据示例性实施方案的用于分离锂前体的系统包括其中引入了锂前体的反应器主体、用于将沉淀液注入到反应器主体内的沉淀液注入射单元、用于将非反应性气体注入到反应器主体的下部的气体注入单元，以及从反应器主体的上部延伸并具有扩展的直径或扩展的宽度的膨胀部。
[0032][本专利技术的效果][0033]根据上述示例性实施方案，可以在反应器中将包括初级锂前体和初级过渡金属前体的初级前体混合物与沉淀液混合以形成前体混合物，并且可以将非反应性气体注入到前体混合物中而以高纯度和高效率分离锂前体。
[0034]非反应性气体可以将初级前体混合物分散在沉淀液中，从而选择性地将包含氢氧化锂的锂前体溶解于沉淀液中。另外，未溶解在沉淀液中的初级过渡金属前体可能会沉淀。
[0035]因此，可以从初级前体混合物中仅选择性地分离锂前体。
附图说明
[0036]图1为示出根据示例性实施方案的分离锂前体的方法的工艺流程图。
[0037]图2为用于描述根据示例性实施方案的用于分离锂前体的系统的示意图。
具体实施方式
[0038]根据本专利技术的示例性实施方案，提供了用于分离锂前体的一种方法和一种系统，其中在反应器中将初级前体混合物与沉淀液混合以形成前体混合物，并将非反应性气体注入前体混合物中而以高效率和高纯度分离锂前体。
[0039]在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的实施方案。然而，实施方案是作为示例性实例提供的，并且本专利技术的精神不受限于特定的实施方案。
[0040]本说明书中的术语“前体”用于泛指含有特定金属以提供包含于电极活性物质中的特定金属的化合物。
[0041]图1是示出根据示例性实施方案的分离锂前体的方法的工艺流程图。图2是用于描述根据示例性实施方案的用于分离锂前体的系统的示意图。
[0042]在下文中，参照图1和图2一起描述用于分离锂前体的方法和系统。
[0043]参照图1，可以制备包括初级锂前体和初级过渡金属前体的初级前体混合物(例如，在步骤S10中)。
[0044]在示例性实施方案中，可以由从锂二次电池收集的正极活性物质混合物获得包括初级锂前体和初级过渡金属前体的初级前体混合物。例如，可以由从锂二次电池获得的含锂化合物获得正极活性物质混合物。
[0045]锂二次电池可以包括电极组件，该电极组件包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜层。正极和负极可以包括分别涂覆于正极集流体和负极集流体上的正极活性物质层和负极活性物质层。
[0046]例如，包含于正极活性物质层中的正极活性物质可以包括含有锂和过渡金属的氧化物。
[0047]在一些实施方案中，正极活性物质可以包括由以下化学式1表示的化合物。
[0048][化学式1][0049]Li
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M1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分离锂前体的方法，其包括：制备包含初级锂前体和初级过渡金属前体的初级前体混合物；在反应器中将所述初级前体混合物与沉淀液混合以形成前体混合物；以及将非反应性气体注入所述前体混合物中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器是流化床反应器。3.根据权利要求1所述的方法，其中制备所述初级前体混合物包括对从锂二次电池收集的正极活性物质进行还原反应。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述反应器中形成所述前体混合物之前进行所述还原反应。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述初级锂前体包括氢氧化锂。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述初级锂前体进一步包括氧化锂或碳酸锂。7.如权利要求6所述的方法，其中形成所述前体混合物包括选择性地将氢氧化锂溶解于所述沉淀液中。8.如权利要求1所述的方法，其中所述沉淀液包括水。9.如权利要求8所述的方法，其中所述沉淀液进一步包括碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述前体混合物中的所述沉淀液的质量是所述初级锂前体的质量的2至20倍。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述前体混合物包括含有所述初级前体混合物的浆料或溶液。12.根据权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：成珉志，河铉培，金智玟，孙成烈，宋春焕，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：