一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂以及三元材料前驱体的方法与流程

1.本发明属于锂电池回收技术领域，具体涉及一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂以及三元材料前驱体的方法。

背景技术：

2.我国新能源产业快速发展，镍钴锂行业产品价格大幅上涨，进口明显增加，众多下游企业加大对上游资源布局，竞争愈加激烈。与此同时迎来动力电池退役潮，以目前新能源汽车销量数据和电池寿命为5年推算，行业预测2030三元电池退役规模将达84.2万吨。三元动力电池中含有锂、镍、钴、锰等有价金属，回收利用价值高，通过高效回收，可以直接获得金属或其化合物作为原材料以缓解目前资源紧张现状。目前电池中有价金属回收常用的方法有高温焙烧和湿法冶金，通过焙烧分离锂和镍钴锰等金属，然后再通过强酸强碱依次浸出，分别得到含镍、钴、锰的离子溶液。
3.例如：专利文件cn109082522b公开了一种废旧三元锂电池正极粉料的回收方法，首先将三元锂电池正极粉料焙烧后，用稀硫酸酸浸出锂，再调节ph，用稀硫酸浸出镍，最后进行高温焙烧、调节ph，用稀硫酸浸出钴。
4.但是使用酸浸，无机酸中盐酸易挥发，产生有害气体，硝酸具有强氧化性，易得到高价离子，影响浸出效果，有机酸中草酸、苹果酸、柠檬酸等需要较低的固液比，处理条件有限。而碱浸多采用氨水络合和亚硫酸还原的方法，可以有效分离金属元素，但存在氨水回收和亚硫酸盐污染问题。

技术实现要素：

5.本发明提供一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂以及三元材料前驱体的方法，其目的是为了解决现有技术中，使用酸浸，无机酸中盐酸易挥发，产生有害气体，硝酸具有强氧化性，易得到高价离子，影响浸出效果，有机酸中草酸、苹果酸、柠檬酸等需要较低的固液比，处理条件有限。而碱浸多采用氨水络合和亚硫酸还原的方法，可以有效分离金属元素，但存在氨水回收和亚硫酸盐污染的问题。
6.针对上述技术缺陷，本发明的目的之一是提供一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，本发明的目的之二是提供一种利用三元锂电池废旧极粉制备三元材料前驱体的方法。
7.第一方面，本发明提供一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，包括以下步骤，
8.s1：将三元锂电池废旧极粉进行高温焙烧后，加水洗涤过滤，得到锂离子滤液和金属氧化物滤渣，对所述金属氧化物滤渣进行真空干燥；
9.s2：将干燥后的金属氧化物滤渣置于固体反应器中，加入氟化剂，通入保护性气体，升温至100-300℃(例如：150℃、200℃、250℃)进行焙烧后，洗涤过滤，得到氟化剂滤液
和金属氟化物滤渣；
10.s3：将所述锂离子滤液和氟化剂滤液混合、加热搅拌、过滤后，得到氟化锂固体。
11.在上述制备氟化锂方法中，作为一种优选实施方式，在s2中，所述焙烧时间为3-10h(例如：5h、6h、7h、8h、9h)；
12.和/或，所述升温速率为5-10℃/min(例如：6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min)。
13.在上述制备氟化锂方法中，作为一种优选实施方式，在s2中，所述金属氧化物滤渣中各种金属元素摩尔量之和与氟化剂中氟元素的摩尔比例为1：(2-7)；更优选为1：(5-7)；
14.和/或，所述氟化剂为氟化钙、氟化钠、聚四氟乙烯、氟化铵、氟气、氟化氢、五氟化氯中的一种或多种。
15.当氟化剂采用氟气、氟化氢等气体时，和保护性气体一起通入固体反应器中，并在固体反应器尾端用纯水收集剩余氟化剂气体，得到氟化剂水溶液。
16.优选地，在s3中，将收集得到的氟化剂水溶液和所述锂离子滤液和氟化剂滤液进行共同混合。
17.在上述制备氟化锂方法中，作为一种优选实施方式，在s2中，所述保护性气体的通入速率为1-3m3/h(例如：2m3/h、2.5m3/h)；
18.和/或，所述保护性气体包括氮气、氦气。
19.在上述制备氟化锂方法中，作为一种优选实施方式，在s1中，所述高温焙烧的温度为300-800℃(例如：400℃、500℃、700℃)，优选为600℃，所述高温焙烧的时间为3-6h(例如：4h)，
20.和/或，在s2中，所述洗涤采用的溶液为去离子水；
21.和/或，在s3中，所述加热搅拌的时间为0.5-1.5h，所述加热搅拌的温度为20-60℃(例如：30℃、50℃)。
22.在本发明的具体实施方案中，三元锂电池废旧极粉包括正极极粉和负极极粉。
23.在上述制备氟化锂方法中，作为一种优选实施方式，所述三元锂电池废旧极粉为镍钴锰酸锂电池废旧极粉或镍钴铝酸锂电池废旧极粉。进一步地，当三元锂电池废旧极粉为镍钴锰酸锂电池废旧极粉时，所述金属氧化物滤渣包括氧化镍、氧化钴和氧化锰；当三元锂电池废旧极粉为镍钴铝酸锂电池废旧极粉时，所述金属氧化物滤渣包括氧化镍、氧化钴和氧化铝。
24.在s3中，所述锂离子滤液中锂离子和氟化剂滤液中氟化剂的用量比为化学计量比或氟化剂稍过量。
25.第二方面，本发明还提供了一种利用三元锂电池废旧极粉制备三元材料前驱体的方法，包括以下步骤，
26.a1：将上述利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法中步骤s2得到的所述金属氟化物滤渣加入到除杂剂中，加热搅拌、过滤，得到三元金属离子混合溶液；所述除杂剂用于将金属氟化物转化成可溶的金属离子；
27.a2：将三元金属离子混合溶液中加入三元金属源后，再加入氨水和氢氧化钠溶液调节ph至9-12，并调节温度，然后在调节后的温度条件下和保护性气体氛围下搅拌，过滤、真空干燥，得到三元材料前驱体；
28.所述三元材料前驱体为镍钴锰三元材料前驱体或镍钴铝三元材料前驱体，其中，
所述镍钴锰三元材料前驱体的通式为ni
x
coymnz(oh)2，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，x+y+z＝1；所述镍钴铝三元材料前驱体的通式为niacobalc(oh)2，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，a+b+c＝1。
29.在上述制备三元材料前驱体方法中，作为一种优选实施方式，在a1中，所述除杂剂为氯化钙溶液或氯化镁溶液，优选氯化镁溶液；
30.和/或，所述氯化钙溶液或氯化镁溶液的浓度为1-2mol/l(例如：1.4mol/l、1.6mol/l、1.8mol/l)；
31.和/或，所述金属氟化物滤渣和除杂剂中溶质的质量比为1：(1.2-1.8)。
32.在上述制备三元材料前驱体方法中，作为一种优选实施方式，在a1中，所述加热搅拌的温度为20-60℃(例如：30℃、50℃)；和/或，所述加热搅拌的时间为0.5-2h(例如：1.5h)。
33.在上述制备三元材料前驱体方法中，作为一种优选实施方式，在a2中，所述三元金属源包括镍源、钴源、锰源的组合或镍源、钴源、铝源的组合；
34.所述镍源包括氧化镍、氢氧化镍、硫酸镍、碳酸镍中的一种或多种；
35.所述钴源包括氧化钴、氢氧化钴、硫酸钴、碳酸钴中的一种或多种；
36.所述锰源包括氧化锰、氢氧化锰、硫酸锰、碳酸锰中的一种或多种；
37.所述铝源包括氢氧化铝、氧化铝、偏铝酸钠、硫酸铝中的一种或多种。
38.上述制备三元材料前驱体方法中，作为一种优选实施方式，在a2中，还包括控制反应体系中氨水浓度为6-20g/l(例如：10g/l、12g/l、14g/l、16g/l、18g/l)。
39.优选地，用于调节ph的所述氨水浓度为0.5-5mol/l(例如：2mol/l、3mol/l、4mol/l)；所述氢氧化钠溶液浓度为0.05-5mol/l(例如：1mol/l、2mol/l、3mol/l、4mol/l)。
40.在本发明中，加入氢氧化钠溶液，提供了氢氧根离子，维持体系ph稳定，氨水提供铵根离子，维持体系氨浓度稳定，控制反应速度。氢氧化钠溶液和氨水溶液共同作用才能产生均一和形貌良好的前驱体。
41.在上述制备三元材料前驱体方法中，作为一种优选实施方式，在a2中，所述保护性气体包括氮气、氦气；
42.和/或，所述保护性气体的通入速率为5-10m3/h(例如：7m3/h、8m3/h、9m3/h)；
43.和/或，所述调节温度的范围为40-80℃(例如：50℃、70℃)；
44.和/或，所述搅拌的时间为18-28h(例如：20h、22h、26h)；
45.和/或，所述搅拌的速率为300-900r/min(例如：400r/min、500r/min、700r/min、800r/min)；
46.所述三元金属源的加入量根据三元金属离子混合溶液中三元金属离子的浓度以及制备的三元材料前驱体中三元金属离子的量确定。
47.本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果之一：
48.1.本发明提供一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，包括以下步骤，s1：将三元锂电池极粉进行高温焙烧后，加水洗涤过滤，得到锂离子滤液和金属氧化物滤渣，对所述金属氧化物滤渣进行真空干燥；s2：将干燥后的金属氧化物滤渣置于固体反应器中，加入氟化剂，通入保护性气体，升温至100-300℃进行焙烧后，洗涤过滤，得到氟化剂滤液和金属氟化物滤渣；s3：将所述锂离子滤液和氟化剂滤液混合、加热搅拌、过滤后，得到氟
化锂固体。本发明通过氟化焙烧和离子置换沉淀的方法回收废旧电池极粉中的锂、镍、钴、锰等有价金属，可以得到镍、钴、锰等氟化物，可以用作催化剂、除杂剂或电极材料，还可以回收金属锂，得到氟化锂，其纯度接近100％。
49.2.本发明制备的镍、钴、锰等氟化物可以进一步处理得到镍、钴、锰等金属离子溶液并制备前驱体。
50.3.本发明的制备方法简单，污染小，产生的废气、废液可以回收再利用，对设备要求低，容易操作控制。
附图说明
51.图1为实施例1、实施例2、实施例3制备的氟化锂xrd图；
52.图2为实施例1、实施例2、实施例3制备的三元材料前驱体sem图；
53.其中图2(a)为实施例1三元材料前驱体sem图，图2(b)为实施例2三元材料前驱体sem图，图2(c)为实施例3三元材料前驱体sem图。
具体实施方式
54.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.本发明的实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的工艺参数，通常按照常规条件。
56.在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本发明中具体公开。
57.本发明中，除非另有规定和/或说明，自始至终，所有涉及组分用量的数值均为“重量份”。下列实施例中未注明具体条件的工艺参数，通常按照常规条件。
58.下面通过实施例对本发明一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂、三元材料前驱体的方法进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进或应用的基础，并不以任何方式构成对本发明的具体限制。
59.实施例1
60.s1：将镍钴锰三元-石墨锂电池回收的正负极粉混合均匀，取20g放入坩埚在马弗炉中，通入氮气2m3/h，升温至600℃恒温焙烧5h后，用水洗涤过滤，得到锂离子滤液和含镍、钴、锰氧化物滤渣，对含镍、钴、锰氧化物滤渣进行真空干燥，称重为13.6g。
61.s2：将干燥后的含镍、钴、锰氧化物渣和45g氟化铵粉末(其中，氧化物中镍、钴、锰原子总摩尔量与氟化铵中氟原子的摩尔量比为1:7)混合均匀，放入固体反应器中，通入氮
气1.5m3/h，以5℃/min升温至300℃，恒温保持4h后，水洗涤过滤，得到氟化铵滤液和18.4g金属氟化物滤渣，滤液中未检测到镍、钴、锰元素，镍、钴、锰全部以氟化物的形式存在于滤渣中。
62.s3：将锂离子滤液和氟化铵滤液(其中锂离子和氟离子的摩尔比为1:3)混合均匀后，加热至40℃搅拌1h后过滤，得到氟化锂固体，纯度接近100％。锂离子的回收率为99.5％。氟化锂固体产物的xrd图参见图1。
63.s4：将金属氟化物滤渣转移到200ml 1.2mol/l氯化镁溶液中，加热40℃搅拌1h后过滤，得到含镍、钴、锰离子混合溶液，并测试镍、钴、锰含量。
64.s5：含镍、钴、锰离子混合溶液转移到反应釜中，补充适当的碳酸镍、氧化钴、硫酸锰，使镍、钴、锰离子的摩尔比例为8：1：1，加入1mol/l氨水和0.5mol/l氢氧化钠溶液，控制反应体系中氨水浓度在8
±
0.5g/l，调节ph至11
±
0.5，控制温度为60℃，同时以6m3/h的速率通入氮气，在600r/min转速下搅拌24h，然后过滤、真空干燥，得到镍钴锰三元前驱体。镍钴锰三元前驱体的通式为ni
0.8
co
0.1
mn
0.1
(oh)2。该三元前驱体的sem图参见图2(a)，由图可知前驱体球形度尚好，较为致密，粒度分布宽。
65.实施例2
66.s1：将镍钴锰三元-石墨锂电池回收的正负极粉混合均匀，取20g放入坩埚在马弗炉中，通入氮气2m3/h，升温至600℃恒温焙烧5h后，用水洗涤过滤，得到锂离子滤液和含镍、钴、锰氧化物滤渣，对含镍、钴、锰氧化物滤渣进行真空干燥，称重后为13.2g。
67.s2：将干燥后的含镍、钴、锰氧化物渣和25g氟化铵粉末混合均匀，放入固体反应器中，通入氮气1m3/h和氟气1m3/h，其中，镍、钴、锰氧化物中三种金属元素摩尔量之和与氟化剂(氟化铵和氟气之和)的摩尔比例为1：7，以5℃/min升温至200℃，恒温保持4h，洗涤过滤后，得到氟化铵滤液和18.5g金属氟化物滤渣，滤液中未检测到镍、钴、锰元素，镍、钴、锰全部以氟化物的形式存在于滤渣中。并在反应器尾端用纯水收集多余氟气，得到溶液。
68.s3：将锂离子滤液、氟化剂滤液和溶液(其中锂离子和氟离子的摩尔比为1:3)混合均匀后，加热至40℃搅拌1h后过滤，得到氟化锂固体，纯度接近100％。锂离子的回收率为99.4％。氟化锂固体产物的xrd图参见图1。
69.s4：将金属氟化物滤渣转移到200ml 1.2mol/l氯化镁溶液中，加热40℃搅拌1h后过滤，得到含镍、钴、锰离子混合溶液，并测试镍、钴、锰含量。
70.s5：含镍、钴、锰离子混合溶液转移到反应釜中，补充适当的氢氧化镍、碳酸钴、硫酸锰，使镍、钴、锰离子的摩尔比例为5：2：3，加入1mol/l氨水和0.5mol/l氢氧化钠溶液，控制反应体系氨水浓度在8
±
0.5g/l，调节ph至11
±
0.5，控制温度为60℃，同时以6m3/h的速率通入氮气，在600r/min转速下搅拌24h，然后过滤、真空干燥，得到镍钴锰三元前驱体。镍钴锰三元前驱体的通式为ni
0.5
co
0.2
mn
0.3
(oh)2。该三元前驱体的sem图参见图2(b)，由图可知，前驱体球形度尚好，较为致密，粒度分布宽。
71.实施例3
72.s1：将镍钴锰三元-石墨锂电池回收的正负极粉混合均匀，取20g放入坩埚在马弗炉中，通入氮气2m3/h，升温至600℃恒温焙烧5h后，用水洗涤过滤，得到锂离子滤液和含镍、钴、锰氧化物滤渣，对含镍、钴、锰氧化物滤渣进行真空干燥，干燥后称重为13.5g。
73.s2：将干燥后的含镍、钴、锰氧化物渣和25g氟化铵粉末以混合均匀，放入固体反应
器中，通入氮气1m3/h和氟化氢气体1.5m3/h，其中，镍、钴、锰氧化物中三种金属元素摩尔量之和与氟化剂(氟化铵和氟化氢之和)的摩尔比例为1：7，以5℃/min升温至300℃，恒温保持4h后，洗涤过滤，得到氟化剂滤液和18.9g金属氟化物滤渣，滤液中未检测到镍、钴、锰元素，镍、钴、锰全部以氟化物的形式存在于滤渣中。并在反应器尾端用纯水收集多余氟化氢，得到溶液。
74.s3：将锂离子滤液、氟化剂滤液和溶液(其中锂离子和氟离子的摩尔比为1:3)混合均匀后，加热至40℃搅拌1h后过滤，得到氟化锂固体，纯度接近100％。锂离子的回收率为99.7％。氟化锂固体产物的xrd图参见图1。
75.s4：将金属氟化物滤渣转移到200ml 1.2mol/l氯化镁溶液中，加热40℃搅拌1h后过滤，得到含镍、钴、锰离子混合溶液，并测试镍、钴、锰含量。
76.s5：含镍、钴、锰离子混合溶液转移到反应釜中，补充适当的氢氧化镍、硫酸钴、硫酸锰，使镍、钴、锰离子的摩尔比例为1：1：1，加入1mol/l氨水和0.5mol/l氢氧化钠溶液，控制反应体系氨水浓度在8
±
0.5g/l，调节ph至11
±
0.5，控制温度为60℃，同时以6m3/h的速率通入氮气，在600r/min转速下搅拌24h，然后过滤、真空干燥，得到镍钴锰三元前驱体。镍钴锰三元前驱体的通式为ni
x
coymnz(oh)2(其中，x:y:z＝1:1:1)。该三元前驱体的sem图参见图2(c)，由图可知，前驱体球形度尚好，较为致密，粒度分布宽。
77.实施例4
78.s1：将镍钴铝三元-石墨锂电池回收的正负极粉混合均匀，取20g放入坩埚在马弗炉中，通入氮气2m3/h，升温至600℃恒温焙烧5h后，用水洗涤过滤，得到锂离子滤液和含镍、钴、铝氧化物滤渣，对含镍、钴、铝氧化物滤渣进行真空干燥，干燥后称重12.5g。
79.s2：将干燥后的含镍、钴、铝氧化物渣和45g氟化铵粉末(其中，氧化物中镍、钴、铝原子总摩尔量与氟化铵的摩尔量比1:7)以混合均匀，放入固体反应器中，通入氮气1.5m3/h，以5℃/min升温至300℃，恒温保持4h后，洗涤过滤，得到氟化铵滤液和15.4g金属氟化物滤渣，滤液中未检测到镍、钴、铝元素，镍、钴、铝全部以氟化物的形式存在于滤渣中。
80.s3：将锂离子滤液和氟化剂滤液(其中锂离子和氟离子的摩尔比为1:3)混合均匀后，加热至40℃搅拌1h后过滤，得到氟化锂固体，纯度接近100％。锂离子的回收率为99.6％。
81.s4：将金属氟化物滤渣转移到200ml 1.2mol/l氯化钙溶液中，加热40℃搅拌1h后过滤，得到含镍、钴、铝离子混合溶液，并测试镍、钴、铝含量。
82.s5：含镍、钴、铝离子混合溶液转移到反应釜中，补充适当的碳酸镍、氧化钴、偏铝酸钠，使镍、钴、铝离子的摩尔比例为80：15：5，加入1mol/l氨水和0.5mol/l氢氧化钠溶液，控制反应体系氨水浓度在7-9g/l，调节ph至10-12，控制温度为60℃，同时以6m3/h的速率通入氮气，在600r/min转速下搅拌24h，然后过滤、真空干燥，得到镍钴铝三元前驱体。镍钴铝三元前驱体的通式为ni
0.8
co
0.15
al
0.05
(oh)2。sem图结果显示：得到的前驱体球形度尚好，较为致密，粒度分布宽。
83.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

技术特征：

1.一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，其特征在于，包括以下步骤，s1：将三元锂电池废旧极粉进行高温焙烧后，加水洗涤过滤，得到锂离子滤液和金属氧化物滤渣，对所述金属氧化物滤渣进行真空干燥；s2：将干燥后的金属氧化物滤渣置于固体反应器中，加入氟化剂，通入保护性气体，升温至100-300℃进行焙烧后，洗涤过滤，得到氟化剂滤液和金属氟化物滤渣；s3：将所述锂离子滤液和氟化剂滤液混合、加热搅拌、过滤后，得到氟化锂固体。2.根据权利要求1所述的利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，其特征在于，在s2中，所述焙烧时间为3-10h；和/或，所述升温速率为5-10℃/min。3.根据权利要求1所述的利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，其特征在于，在s2中，所述金属氧化物滤渣中各种金属元素摩尔量之和与氟化剂中氟元素的摩尔比例为1：(2-7)；和/或，所述氟化剂为氟化钙、氟化钠、聚四氟乙烯、氟化铵、氟气、氟化氢、五氟化氯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，其特征在于，在s2中，所述保护性气体的通入速率为1-3m3/h；和/或，所述保护性气体包括氮气、氦气。5.根据权利要求1所述的利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法，其特征在于，在s1中，所述高温焙烧的温度为300-800℃，所述高温焙烧的时间为3-6h；和/或，在s2中，所述洗涤采用的溶液为去离子水；和/或，在s3中，所述加热搅拌的时间为0.5-1.5h，所述加热搅拌的温度为20-60℃。6.一种利用三元锂电池废旧极粉制备三元材料前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤，a1：将权利要求1-5任一项所述利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂的方法中步骤s2得到的所述金属氟化物滤渣加入到除杂剂中，加热搅拌、过滤，得到三元金属离子混合溶液；所述除杂剂用于将金属氟化物转化成可溶的金属离子；a2：将三元金属离子混合溶液中加入三元金属源后，再加入氨水和氢氧化钠溶液调节ph至9-12，并调节温度，然后在调节后的温度条件下和保护性气体氛围下搅拌，过滤、真空干燥，得到三元材料前驱体；所述三元材料前驱体为镍钴锰三元材料前驱体或镍钴铝三元材料前驱体，其中，所述镍钴锰三元材料前驱体的通式为ni
x
co
y
mn
z
(oh)2，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，x+y+z＝1；所述镍钴铝三元材料前驱体的通式为ni
a
co
b
al
c
(oh)2，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，a+b+c＝1。7.根据权利要求6所述的利用三元锂电池废旧极粉制备三元材料前驱体的方法，其特征在于，在a1中，所述除杂剂为氯化钙溶液或氯化镁溶液，和/或，所述氯化钙溶液或氯化镁溶液的浓度为1-2mol/l；和/或，所述金属氟化物滤渣和除杂剂中溶质的质量比为1：(1.2-1.8)。8.根据权利要求6所述的利用三元锂电池废旧极粉制备三元材料前驱体的方法，其特征在于，在a1中，所述加热搅拌的温度为20-60℃；所述加热搅拌的时间为0.5-2h；在a2中，所述三元金属源包括镍源、钴源、锰源的组合或镍源、钴源、铝源的组合；
所述镍源包括氧化镍、氢氧化镍、硫酸镍、碳酸镍中的一种或多种；所述钴源包括氧化钴、氢氧化钴、硫酸钴、碳酸钴中的一种或多种；所述锰源包括氧化锰、氢氧化锰、硫酸锰、碳酸锰中的一种或多种；所述铝源包括氢氧化铝、氧化铝、偏铝酸钠、硫酸铝中的一种或多种。9.根据权利要求6所述的利用三元锂电池废旧极粉制备三元材料前驱体的方法，其特征在于，在a2中，还包括控制反应体系中氨水浓度为6-20g/l；和/或，用于调节ph的所述氨水浓度为0.5-5mol/l；所述氢氧化钠溶液浓度为0.05-5mol/l。10.根据权利要求6所述的利用三元锂电池废旧极粉制备三元材料前驱体的方法，其特征在于，在a2中，所述保护性气体包括氮气、氦气；和/或，所述保护性气体的通入速率为5-10m3/h；和/或，所述调节温度的范围为40-80℃；和/或，所述搅拌的时间为18-28h；和/或，所述搅拌的速率为300-900r/min。

技术总结

本发明属于锂电池回收技术领域，具体涉及一种利用三元锂电池废旧极粉制备氟化锂以及三元材料前驱体的方法。将三元锂电池极粉进行高温焙烧后，加水洗涤过滤，得到锂离子滤液和金属氧化物滤渣，对金属氧化物滤渣进行真空干燥；将干燥后的金属氧化物滤渣置于固体反应器中，加入氟化剂，通入保护性气体，升温至100-300℃进行焙烧后，洗涤过滤，得到氟化剂滤液和金属氟化物滤渣；将锂离子滤液和氟化剂滤液混合、加热搅拌、过滤后，得到氟化锂固体。本发明通过氟化焙烧和离子置换沉淀回收废旧电池极粉中的锂、镍、钴、锰等金属，可以得到镍、钴、锰等氟化物，可用作催化剂、除杂剂或电极材料，还可回收金属锂，得到氟化锂，其纯度接近100％。其纯度接近100％。其纯度接近100％。