本发明涉及动力电池回收技术领域，具体为一种废旧电池正极材料的资源化回收方法
背景技术：
近年来，由于环境污染和能源危机问题日益突出，新能源汽车及动力蓄电池得到了突飞猛进的发展。动力蓄电池包括铅酸蓄电池、镍氢动力电池和锂离子动力电池，其中具有高能量密度和循环特性的锂离子动力电池，被誉为未来动力蓄电池的最佳发展方向。随着电子电器产品的不断更新换代以及新能源汽车产销量的不断提升，必将导致废旧锂离子电池的数量急剧增加。废旧锂电池中含有大量的金属锂和钴，其中锂属于稀有金属，钴被界定为战略金属，这些稀缺资源如果不加以回收，势必造成资源的巨大浪费，因此，废旧锂电池的资源化利用成为近年的研究热点。
目前关于废旧锂电池回收与资源化的研究主要集中在正极材料锂钴酸中有价金属钴和锂的回收，湿法和火法冶金技术是回收锂钴酸中金属资源的主要技术。湿法回收主要是将废旧锂电池粉碎后直接加酸浸取，将金属转化为具有一定附加值的产品，如金属的硫酸盐、硝酸盐等以及重新组合成锂钴酸等复合功能性材料。火法回收直接高温焚烧电池的拆解碎片回收金属，工艺相对简单，适合大规模处理种类繁杂的废旧锂电池。虽然上述两种回收技术比较成熟，但均存在一定的技术缺陷，包括使用药剂过于昂贵、分离过程中金属资源流失严重、消耗大量酸碱、后续废液难以处置、环境负荷大等问题。
现有废旧锂电池多为单一锂电池，电池回收也均为将电池材料单一回收。
技术实现要素：
本发明设计了一种废旧电池正极材料的资源化回收方法，是将各类电池材料资源回收制备成三元正极材料，三元正极材料制成的电池比单一钴锂电池、锰锂电池、镍锂电池在成本上更低，电容量更高，性能更优。本发明是采用如下方案实现的：
一种废旧电池正极材料的资源化回收方法，包括如下步骤，
步骤一，将废旧电池正极材料高温煅烧，使得正极材料中的活性粉末与铝箔分离；
步骤二，将得到的活性粉末溶于酸溶液中，然后过滤，得到滤液；
步骤三，测得滤液中金属离子的浓度，并相应的向溶液中补充镍和/或钴和/或锰离子，使得镍、钴、锰离子的摩尔浓度为1:1:1；
步骤四，向配制得的镍、钴、锰的混合溶液中加入氢氧化钠，并升温，使得镍、钴、锰离子共沉淀，然后过滤沉淀物并洗涤、干燥，得到镍钴锰的前驱体；
步骤五，向步骤四中获得的滤液中加入碳酸钠，反应得到碳酸锂沉淀，过滤、洗涤并干燥碳酸锂沉淀，得到碳酸锂粉末；
步骤六，将镍钴锰前驱体与碳酸锂粉末混合，煅烧，得到镍钴锰酸锂正极材料。
优选地，步骤一中，废旧电池正极材料的煅烧温度为500～850℃。
优选地，步骤二中，盐酸的浓度为5～6mol/L。
优选地，步骤四中，溶液中的pH值为8.2～11,溶液温度为50～60℃。
优选地，步骤六中，镍钴锰前驱体与碳酸锂的煅烧温度为800～1000℃。
更优选地，所述废旧电池正极材料为锰锂电池、钴锂电池、镍锂电池、镍钴电池中的至少一种。
本发明中，将各类电池材料资源回收制备成三元正极材料，三元正极材料制成的电池比单一钴锂电池、锰锂电池、镍锂电池在成本上更低，电容量更高，性能更优。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
高温煅烧钴酸锂正极材料，煅烧温度为750℃，使得正极材料中的钴酸锂活性物质与铝箔分离。然后将10g钴酸锂活性物质溶解于6mol/L的盐酸中，过滤溶液，去除滤渣，得到滤液。
采用离子色谱法测定滤液中钴离子的浓度为0.532mol/L，然后将同样浓度的镍酸锂与锰酸锂溶液混合，配制成镍、钴、锰离子的摩尔浓度为1:1:1的溶液。向溶液中加入氢氧化钠，调解pH值为11，水浴加热，水浴温度为50℃，使得镍、钴、锰离子共沉淀，形成氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰的共沉淀物，然后将共沉淀物过滤洗涤干燥，得到镍钴锰前驱体145.79g
在以上滤液中加入碳酸钠，反应得到碳酸锂沉淀，过滤并干燥碳酸锂沉淀，得到碳酸锂粉末。
将镍钴锰前驱体与碳酸锂粉末混合，在1000℃的条件下煅烧，得到镍钴锰酸锂正极材料124.56g。
实施例2
高温煅烧锰酸锂正极材料，煅烧温度为850℃，使得正极材料中的锰酸锂活性物质与铝箔分离。然后将10g锰酸锂活性物质溶解于5mol/L的盐酸中，过滤溶液，去除滤渣，得到滤液。
采用离子色谱法测定滤液中锰离子的浓度为0.51mol/L，然后将同样浓度的镍酸锂与钴酸锂溶液混合，配制成镍、钴、锰离子的摩尔浓度为1:1:1的溶液。向溶液中加入氢氧化钠，调解pH值为10，水浴加热，水浴温度为50℃，使得镍、钴、锰离子共沉淀，形成氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰的共沉淀物，然后将共沉淀物过滤洗涤干燥，得到镍钴锰前驱体140g。
在以上滤液中加入碳酸钠，反应得到碳酸锂沉淀，过滤并干燥碳酸锂沉淀，得到碳酸锂粉末。
将镍钴锰前驱体与碳酸锂粉末混合，在890℃的条件下煅烧，得到镍钴锰酸锂正极材料119.32g。
实施例3
高温煅烧镍酸锂正极材料，煅烧温度为650℃，使得正极材料中的锰酸锂活性物质与铝箔分离。然后将10g镍酸锂活性物质溶解于5.8mol/L的盐酸中，过滤溶液，去除滤渣，得到滤液。
采用离子色谱法测定滤液中镍离子的浓度为0.50mol/L，然后将同样浓度的钴酸锂与锰酸锂溶液混合，配制成镍、钴、锰离子的摩尔浓度为1:1:1的溶液。向溶液中加入氢氧化钠，调解pH值为8.9，水浴加热，水浴温度为55℃，使得镍、钴、锰离子共沉淀，形成氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰的共沉淀物，然后将共沉淀物过滤洗涤干燥，得到镍钴锰前驱体。
在以上滤液中加入碳酸钠，反应得到碳酸锂沉淀，过滤并干燥碳酸锂沉淀，得到碳酸锂粉末。
将镍钴锰前驱体与碳酸锂粉末混合，在900℃的条件下煅烧，得到镍钴锰酸锂正极材料139.8g。
实施例4
高温煅烧镍钴锰酸锂正极材料，煅烧温度为780℃，使得正极材料中的镍钴锰酸锂活性物质与铝箔分离。然后将10g镍钴锰酸锂活性物质溶解于5.8mol/L的盐酸中，过滤溶液，去除滤渣，得到滤液。
采用离子色谱法测定滤液中金属离子的浓度，其中镍离子的浓度为0.19mol/L、钴离子的浓度为0.16mol/L、锰离子的浓度为0.13mol/L三种离子的浓度，然后相应的补充镍、钴、锰离子，配制成镍、钴、锰离子的摩尔浓度为1:1:1的溶液。向溶液中加入氢氧化钠，调解pH值为11，水浴加热，水浴温度为50℃，使得镍、钴、锰离子共沉淀，形成氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰的共沉淀物，然后将共沉淀物过滤洗涤干燥，得到镍钴锰前驱体108.32g。
在以上滤液中加入碳酸钠，反应得到碳酸锂沉淀，过滤并干燥碳酸锂沉淀，得到碳酸锂粉末。
将镍钴锰前驱体与碳酸锂粉末混合，在900℃的条件下煅烧，得到镍钴锰酸锂正极材料98.7g。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范。