金属的沉淀的制作方法

在一个实施方式中，本发明涉及一种产生包含镍、锰和/或钴的共沉淀物的方法，以及由该方法产生的共沉淀物。在另一实施方式中，本发明涉及一种从混合物中溶解金属以用于后续产生共沉淀物的用途中的方法。

背景技术：

1、应充分理解，若在本文中参考现有技术公开，则此参考并不构成对这些公开在澳大利亚或任何其他国家中形成此项技术中的公知常识的部分的承认。

2、锂离子电池在全球便携式电池总销量中，且更普遍在电池销量中占很大比率。它们的高能量密度、长使用寿命及轻重量经常使其成为各种应用的首选电池，包括电动汽车、电动自行车及其他电动动力装置以及电动工具。此类电池中尤其常见的活性材料的组合为镍-锰-钴，也称为nmc(或ncm)材料。在不同类型的锂离子电池中使用不同比率的镍、锰和钴。电池也可仅使用这些元素中的一种或这些三种元素中的任意两种的组合，或这些元素中的一种、两种或三种与诸如铝和镁的一种或多种额外元素的组合。在不同类型的锂离子电池中使用不同比率的所有这些元素。

3、用于电池的nmc材料通常由以下方式生产：采用镍、钴和锰的单独的、高纯度的个别盐，且以特定比率和纯度将它们全部溶解于溶液中。随后对该溶液进行沉淀过程，使得三种金属共沉淀为氢氧化物、碳酸盐或羟基碳酸盐。这被广泛地视为达成可接受的电化学性能所需的高纯度前驱体产物组成的唯一方式。然而，此程序的不足之处在于必须从镍、钴及锰进料中除去杂质元素，以便在电池材料的生产中使用镍、钴及锰。例如，nmc材料可能需要150,000摩尔nmc比1摩尔杂质元素的纯度水平。用于电池的示例性硫酸镍具有例如5ppm或更少的诸如铜、铁、镉、锌及铅的杂质。因此，需要多个分离及纯化步骤以产生纯的镍盐、钴盐及锰盐，这可是时间和材料密集的(且因此也是成本密集的)。

4、镍矿床通常具有在10:1至100:1范围内的天然镍:钴比率，因此，此类沉积物中镍、钴及锰的相对比率在可生产nmc材料之前通常需要进行修改。镍矿床也通常包括一系列其他矿物质，包括例如铁、镁及硅酸盐矿物质，因此在它们可用于产生nmc材料之前需要大量加工。

5、镍、钴及锰的另一潜在来源来自废旧锂离子电池。从经济及环境角度来看，随着电池市场的扩大，对锂离子电池的处置日益受到关注。从环境方面来看，废电池含有高浓度金属，诸如镍、钴及锰，以及挥发性含氟电解质。随着锂离子电池需求的增长及对材料再循环的大力推动，不断需要寻找更好的方法，以便从废锂离子电池的正极活性材料(cam或黑色块状物)中以足够的纯度回收nmc材料，以使得它们能够再循环以用于新锂离子电池。

6、锂离子电池通常具有五个主要组件：壳体、电解质、隔板、负极及正极。壳体通常为钢壳，其容纳所有其他组件且经济价值较低。电解质用于在电池中携带电荷且由溶解于非质子有机溶剂中的含锂盐(通常为六氟磷酸锂或四氟硼酸锂)构成。隔板通常为聚合物膜，将电池的负极和正极半电池分隔开。锂离子电池通常具有连接至铜集电器的石墨负极。电池的大部分价值来自正极。现代锂离子电池的正极涂布有含有氧化钴或镍、钴和锰的混合物(nmc)的电化学活性锂化合物。这种正极材料通常与石墨混合且使用黏合剂黏着于铝集电器上。

7、已试验了各种条件以从正极活性材料回收nmc材料，但要回收镍、钴及锰，同时又不回收大量不希望的杂质是一项挑战。迄今为止，使大量nmc材料再循环的努力旨在产生用于进一步用途的单独的镍盐、钴盐及锰盐或用于进一步用途的高度纯化的溶液。

8、一些电池应用也可能需要使用例如仅包括镍、钴及锰中的两种的材料，且以上考虑因素也将适用于此类材料。

技术实现思路

1、在一个实施方式中，本发明试图提供一种产生包含镍、锰和钴中的至少两种的共沉淀物的方法，其可至少部分地解决或实质上改善至少一个上述缺点或为消费者提供有用或商业选择。所述共沉淀物可适用于制备锂离子电池。在另一个实施方式中，本发明试图提供一种用于制备锂离子电池的前驱体，例如镍、锰和钴中的一种或两种或全部三种的沉淀物，其可适用于随后制备nmc材料(尤其是正极活性nmc材料)或包含镍、锰和钴中的至少两种的材料(尤其是正极活性材料)。在另一个实施方式中，本发明试图提供一种产生溶液的方法，该溶液可(在进一步加工之后潜在地)适用于产生包含镍、锰和钴的共沉淀物，或该溶液可至少部分地解决或实质上改善至少一个上述缺点或为消费者提供有用或商业选择。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种产生包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的共沉淀物的方法，该方法包括：

3、(i)提供包含所述至少两种金属的水性进料溶液；及

4、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地调节至约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便从进料溶液中共沉淀所述至少两种金属。

5、以下选项及实施方式可单独地或以任何合适的组合与第一方面结合使用。

6、水性进料可包含至少一种杂质。因此，调节进料溶液的ph的步骤可提供包含所述至少一种杂质的上清液。因此，在第一方面的一个实施方式中，提供了一种产生共沉淀物的方法，其中共沉淀物包含至少两种选自镍、钴的锰的金属，该方法包括：

7、(i)提供包含所述至少两种金属及至少一种杂质的水性进料溶液；及

8、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地调节至约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便提供：(a)包含所述至少两种金属的共沉淀物；及(b)包含所述至少一种杂质的上清液。

9、在一个实施方式中，该方法为产生共沉淀物的方法，其中该共沉淀物包含至少两种选自镍、钴和锰的金属，该方法包括：

10、(i)提供包含所述至少两种金属和至少一种杂质的水性进料溶液，其中所述至少一种杂质系选自由以下组成的组：砷、铝、钡、镉、碳、钙、镁、铬、铜、铅、硅、钒、镧、镧系元素、锕、锕系元素、钛、钪、铁、锌、锆、银、钨、钼、铂、铷、锡、锑、硒、铋、硼、钇及铌，或其组合；及

11、(ii)将该进料溶液的ph调节至约6.2至小于10，以便提供：(a)包含所述至少两种金属的共沉淀物；及(b)包含所述至少一种杂质的上清液。

12、在一个实施方式中，将进料溶液的ph调节至约6.2至11，或约6.2至小于11，或约6.2至10，或约6.2至小于10，或约6.2至9.2，或约6.2至8.5，或约6.2至7.5。

13、在一个实施方式中，水性溶液中至少两种金属的总量(或镍、钴和锰的总量)小于水性溶液(尤其是水性溶液中的干固体)的总重量的95％，尤其小于90％，或小于85％，或小于80％，或小于75％，或小于70％，或小于65％，或小于60％，或小于55％或小于50％。在一个实施方式中，水性溶液中包含至少两种金属的金属络合物的总量(或包含镍、钴和锰的金属络合物的总量)小于水性溶液中干固体的总重量的95％，尤其小于90％，或小于85％，或小于80％，或小于75％，或小于70％，或小于65％，或小于60％，或小于55％或小于50％。如本文所用，术语“金属络合物”可包括例如镍、钴或锰的硫酸盐。在一个实施方式中，水性溶液中至少两种金属的总量(或镍、钴和锰的总量)超过水性溶液的1ppb，尤其超过1ppm，或超过10ppm、或超过100ppm，或超过1,000ppm，或超过2,000ppm，或超过5,000ppm，或超过10,000ppm，或超过20,000ppm或超过50,000ppm。

14、在本说明书中，提及“金属”或特定金属(例如镍、钴或锰)未必意味着其呈金属(即氧化态0)形式。除非上下文另外指示，否则此类提及包括金属的所有可能的氧化态，包括金属的盐。

15、如本文所用，“至少一种杂质”(其可为“至少一种沉淀杂质”)不为镍、钴、锰、水、oh-、h+、h3o+、硫酸盐或碳酸盐。然而，在一个实施方式中，该至少一种杂质不为具有阴离子(诸如硫酸根、碳酸根或羟基碳酸根)的镍、钴或锰络合物。在一个实施方式中，该至少一种杂质选自由以下组成的组：砷、铝、钡、镉、碳、钙、镁、铬、铜、铅、硅、钠、锂、钾、磷、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、钒、镧、铵、亚硫酸盐、氟、氟化物、氯化物、钛、钪、铁、锌及锆，或其组合。在一实施方式中，该至少一种杂质选自由以下组成的组：砷、铝、钡、镉、碳、钙、镁、铬、铜、铅、硅、钠、锂、钾、磷、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、钒、镧、镧系元素、锕、锕系元素、钛、铵、亚硫酸盐、氟、氟化物、氯化物、钪、铁、锌及锆、银、钨、钒、钼、铂、铷、锡、锑、硒、铋、硼、钇、铅、铌，或其组合；尤其是砷、铝、钡、镉、碳、钙、镁、铬、铜、铅、硅、钒、镧、镧系元素、锕、锕系元素、钛、钪、铁、锌、锆、银、钨、钼、铂、铷、锡、锑、硒、铋、硼、钇及铌，或其组合。在一个实施方式中，该至少一种杂质包含或为：(i)钙和/或镁；(ii)碱土金属；(iii)金属或类金属物种(不包括碱金属)；(iv)不包括碱金属或阴离子物种(诸如硫酸盐、亚硫酸盐、氯化物、氟化物、硝酸盐及磷酸盐)的金属或类金属物种；或(v)不包括阴离子物种(诸如硫酸盐、亚硫酸盐、氯化物、氟化物、硝酸盐及磷酸盐)的金属或类金属物种。

16、在一个实施方式中，该至少一种杂质为至少两种杂质，或至少三种杂质，或至少四种杂质或至少五种杂质，或至少六种杂质。此类杂质可如在本说明书中所论述。

17、在一个实施方式中，在步骤(i)或步骤(ii)的水性进料溶液中，至少1％的该至少一种杂质，或至少5％、或至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％或至少50％的该至少一种杂质，尤其是至少60％、或至少65％、或至少70％、或至少75％、或至少80％、或至少85％、或至少90％、或至少95％、或至少96％、或至少97％、或至少98％或至少99％的该至少一种杂质可在共沉淀之后的上清液中，或在洗涤共沉淀物之后的洗涤溶液中，或在上清液及洗涤溶液两者的组合中。至少一种杂质可为杂质的组合。可传递至上清液的水性进料溶液中各杂质的量对于各杂质而言可不同。

18、在一实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与至少一种杂质(或至少一种沉淀杂质)的摩尔比(或质量比)(或水性进料溶液中至少两种金属与总杂质的摩尔比(或质量比))小于300,000,000:1、或小于200,000,000:1、或小于100,000,000:1、或小于10,000,000:1、或小于1,000,000:1、或小于500,000:1、或小于250,000:1、或小于200,000:1、或小于100,000:1、或小于50,000:1、或小于10,000:1、或小于5,000:1、或小于1,000:1、或小于500:1、或小于200:1、或小于100:1、或小于50:1、或小于25:1、或小于10:1、或小于1:1或小于1:10。水性进料溶液中至少两种金属与至少一种杂质的摩尔比(或质量比)(或水性进料溶液中至少两种金属与总杂质的摩尔比(或质量比))可为至少约2,000,000:1、或至少约1,000,000:1、或至少约100,000:1、或至少约60,000:1、或至少约30,000:1、或至少约20,000:1、或至少约10,000:1、或至少约5,000:1、或至少约1,000:1、或至少约500:1、或至少约200:1、或至少约100:1、或至少约50:1或至少约10:1。这是指至少两种金属的摩尔量(或质量)的总和，但可指至少一种杂质中的任一种或可指所有此类杂质的摩尔量(或质量)的总和。至少一种、任选地超过一种、可能全部杂质可选自由钙、镁、锂、钠、钾及铵组成的组。在一个实施方式中，水性进料中的至少一种杂质选自由以下组成的组：钙、镁、铁、铝、铜、锌、铅、硫、钠、钾、铵及锂。

19、应理解，除非上下文指示此情形，否则本文中对金属的提及并不意味着金属呈0氧化态。举例而言，视上下文而定，对镍的提及可指代ni(0)、ni(ii)及ni(iii)中的任一者或全部。在一个实施方式中，选自镍、钴和锰的至少两种金属均为镍、钴和锰。镍、钴和锰可呈任何合适的氧化态。在一个实施方式中，至少两种金属系选自ni(ii)、co(ii)及mn(ii)。

20、在一些实施方式中，步骤(i)的进料溶液的ph可小于7.0，或小于6.75，或小于6.5，或小于6.25，或小于6.2，或小于6.0，或小于5.75、5.50、5.25、5.0、4.75、4.50、4.25、4.0、3.75、3.50、3.25、3.0、2.75、2.50或2.0。步骤(i)的进料溶液的ph可大于2.0，或大于2.25、2.50、2.75、3.0、3.25、3.50、3.75、4.0、4.25、4.50、4.75、5.0、5.25、5.50、5.75、6.0或6.2。在某些实施方式中，步骤(i)的进料溶液的ph可为1.0至4.0、2.0至4.0、4.0至6.0、2.0至3.0、3.0至4.0、4.0至5.0或5.0至6.0，或6.0至7.0。在一些实施方式中，步骤(i)的进料溶液的ph可为1.0至1.5、1.5至2.0、2.0至2.5、2.5至3.0、3.0至3.5、3.5至4.0、4.0至4.5、4.5至5.0、5.0至5.5或5.5至6.0，或6.0至6.5，或6.5至7.0。步骤(i)的进料溶液的ph可为约2.5至3.5。其可为约3.0。

21、水性进料溶液可为包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的浸出液。步骤(i)可包括产生进料溶液。其可包括通过本说明书中的方法产生浸出液。在一个实施方式中，进料溶液可为浸出液，或浸出液可用于提供水性进料溶液。在此实施方式中，术语“用于提供水性进料溶液”可指将浸出液直接用作水性进料溶液，或其可指将浸出液进一步加工或处理，且随后将经加工或处理的溶液作为步骤(i)的水性进料溶液。

22、因此，在本发明的一个实施方式中，在步骤(i)之前该方法可包括(或步骤(i)可包括)以下步骤：

23、a.提供包含至少一种选自镍、钴及锰的金属的进料混合物，该进料混合物为氧化进料、还原进料或未氧化进料中的一种，其中：

24、氧化进料具有比呈小于2的氧化态更多的呈大于2的氧化态的至少一种金属；

25、还原进料具有比呈大于2的氧化态更多的呈小于2的氧化态的至少一种金属，或具有基本上全部的呈2的氧化态的至少一种金属及至少一些呈硫化物形式的至少一种金属；及

26、未氧化进料具有基本上全部的呈2的氧化态的至少一种金属，且基本上没有呈其硫化物形式的至少一种金属；

27、b.用水性溶液处理该进料混合物以形成包含该至少一种金属的浸出液，其中该水性溶液的ph使得该浸出液的ph为约-1至约7(或约-1至约6；或约1至约7，或约1至约6)，且其中：

28、若该进料混合物为氧化进料，则该处理另外包括添加包含还原剂的试剂；及

29、若该进料混合物为还原进料，则该处理另外包括添加包含氧化剂的试剂；

30、由此该浸出液包含呈2的氧化态的至少一种金属。

31、在此实施方式中，词组“具有更多的”(例如，在词组“氧化进料具有比呈小于2的氧化态更多的呈大于2的氧化态的至少一种金属”中)应被视为“具有更大摩尔浓度的”。术语“基本上全部“可指至少90％、或至少95％、或至少99％、或至少99.5％、或至少99％，各自以摩尔计。可单独或以任何合适的组合来使用下文所描述的各种选项及实施方式。

32、在一个实施方式中，至少一种金属可为至少两种金属。

33、在一个实施方式中，步骤(i)包括：

34、提供包含所述至少两种金属的进料混合物，该进料混合物为氧化进料、还原进料或未氧化进料中的一种，其中：

35、氧化进料具有比呈小于2的氧化态更多的呈大于2的氧化态的至少两种金属；

36、还原进料具有比呈大于2的氧化态更多的呈小于2的氧化态的至少两种金属，或具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属及至少一些呈硫化物形式的至少两种金属；及

37、未氧化进料具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属，且基本上没有呈其硫化物形式的至少两种金属；

38、用水性溶液处理该进料混合物以形成包含所述至少两种金属的浸出液，其中该水性溶液的ph使得该浸出液之ph为约-1至约6(或为约1至约6)，且其中：

39、若该进料混合物为氧化进料，则该处理另外包含添加包含还原剂的试剂；及

40、若该进料混合物为还原进料，则该处理另外包含添加包含氧化剂的试剂；

41、由此该浸出液包含呈2的氧化态的至少两种金属，

42、以便提供水性进料溶液，所述水性进料溶液为浸出液。

43、如上文所定义的氧化进料的实例可包括摩尔比为5:2:1的ni(ii)、co(iii)及mn(0)的混合物或比率为2:1:1的ni(iii)、co(ii)及mn(iii)的混合物或在不存在co的情况下任何比率的ni(ii)及mn(iii)的混合物。如上文所定义的还原进料的实例可包括任何比率的ni(ii)、co(ii)及mn(ii)s的混合物或摩尔比为5:2:1ni(0)、mn(ii)及co(ii)的混合物。应注意，在本说明书中，氧化态(ii)可称为2或+2的氧化态，且这些叫法可互换使用。在一个实施方式中，浸出液包含co(ii)、mn(ii)及ni(ii)。

44、在一个实施方式中，镍、钴和/或锰红土矿通常被视为氧化进料。在另一实施方式中，镍、钴和/或锰的混合氢氧化物沉淀物、混合碳酸盐沉淀物或氧化物或碳酸盐通常被视为氧化进料或未氧化进料。在一个实施方式中，镍和/或钴硫化矿或精矿通常被视为还原进料。在另一个实施方式中，混合硫化物沉淀物通常被视为还原进料。在另一个实施方式中，铁镍、镍生铁及镍、钴和/或锰金属合金通常被视为还原进料。在又一个实施方式中，来自锂离子电池的再循环材料通常被视为氧化进料。

45、在一个实施方式中，混合物包含镍、钴及锰，从而水性溶液包含镍、钴及锰。在另一个实施方式中，这些金属中的一种不存在于混合物中，从而水性溶液包含镍、钴及锰中的两者且不包含另一者。

46、在一个实施方式中，进料混合物为氧化进料，且试剂包含还原剂。在另一个实施方式中，进料混合物为还原进料且试剂包含氧化剂。在另一个实施方式中，进料混合物为未氧化进料且不使用还原剂或氧化剂。

47、先前公开的方法采用4m硫酸溶液用于浸出步骤，其为ph低于0的极强酸。此为极具腐蚀性的酸且将导致包括铁、铝及铜的杂质元素显著溶解。若诸如铁及铝的元素溶解，则此在浸出阶段消耗更多酸，且其在沉淀中分离和/或去除或在其他杂质分离和/或去除阶段将消耗更多碱或其他试剂。

48、相比之下，上文所描述的浸出步骤包括在ph为约1至约7或约1至约6的水性溶液(ph1的硫酸溶液等同于约0.05m硫酸)中处理混合物。在此较低酸性ph下，溶解铁、铝及在较低程度上溶解铜将较不利。相反地，当镍、钴及锰呈其+2氧化态时，其于低于约6的ph全部可溶。当与利用更多酸性条件的现有技术方法相比时，使用此步骤提供出人意料地有效且具成本效益的方法以制备适用于以提高的纯度共沉淀ni、mn及co中的至少两者的溶液。应注意，本领域技术人员可容易地通过常规实验和/或理论来确定达成目标ph所需的特定酸的量及浓度。

49、混合物可为固体混合物。其可为其中镍、锰及钴的至少一部分呈固体形式的混合物(例如浆液)。在一个实施方式中，混合物为混合氢氧化物沉淀物(或“mhp”)。mhp为固体混合镍钴氢氧化物沉淀物，其为含镍矿商业加工中的已知中间产物。mhp可来源于硫化镍矿或红土镍矿。此类mhp可提供氧化进料。这是因为mhp中的至少一小部分锰及钴可呈氧化形式。mhp可来源于粗制再循环过程或任何含镍及钴的水溶液。

50、在一个实施方式中，混合物为获自pct/au2012/000058中所公开的选择性酸浸出(sal)过程的产物(通常为固体残余物)，其中控制ph及氧化剂的量以选择性溶解溶液中的至少一部分镍。在此过程中，氧化剂的量通常将钴和/或锰的至少一部分氧化成co(iii)。因此，使用此过程通常将提供氧化进料。在sal过程中，使用如上文所论述的mhp。

51、因此，在一个实施方式中，在处理之前，该方法包括以下步骤：

52、(a)使包含至少两种金属的mhp与酸性溶液(其可包含氧化剂)在一定ph下接触，以使得所述金属中的一种(尤其钴)在固相中稳定并将另一种所述金属溶解于酸性溶液中；及

53、(b)将该固相与该酸性溶液分离，其中该固相包含至少两种金属，其中该固相形成进料混合物的至少一部分。

54、在此实施方式的特定形式中，这些步骤包括：

55、(a)使包含至少镍和钴，且任选地包含锰的mhp与酸性溶液(其可包含氧化剂)在一定ph下接触，以使钴在固相中稳定并将使镍溶解于酸性溶液中；及

56、(b)将该固相与该酸性溶液分离，其中该固相包含至少两种金属，其中之一为钴；其中该固相形成进料混合物的至少一部分。

57、在此实施方式中，包含所述至少两种金属的固相可为进料混合物。

58、在一个实施方式中，在步骤(a)之前洗涤mhp。mhp可在洗涤步骤中用氧化剂处理。

59、在一个实施方式中，进料混合物包含钴及镍且步骤a包括以下步骤：

60、(a)使包含至少钴及镍的混合氢氧化物沉淀物和/或混合碳酸盐沉淀物与包含氧化剂的酸性溶液在一定ph下接触，以使钴在固相中稳定并使镍溶解于酸性溶液中；及

61、(b)将该固相与该酸性溶液分离，其中该固相包含至少两种金属，其中之一为钴；其中该固相形成进料混合物的至少一部分。

62、在一个实施方式中，钴以co(iii)的形式稳定于固相中。在一个实施方式中，锰以mn(iii)的形式稳定于步骤(a)的固相中。

63、步骤(a)中的酸性溶液或水性溶液或浸出液的ph可为约1至约6，或约2至6、2至5、2至4、2至3、3至5、3至6、4至6或4至5，例如约1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5或6。步骤(a)的ph可为步骤(a)结束时的最终ph。步骤(a)的ph可为整个步骤(a)中的ph。

64、步骤(a)或步骤b中的氧化剂可选自由以下组成的组：过硫酸盐、过氧化物、过锰酸盐、过氯酸盐、臭氧、含有氧和二氧化硫的混合物、氧化物及氯；例如过硫酸钠或过硫酸钾、过锰酸钠或过锰酸钾、臭氧、过氧化镁或过氧化氢、氯气或过氯酸钠或过氯酸钾。其可为过硫酸盐或过锰酸盐。其可为过硫酸钠或过硫酸钾、过氧氢硫酸氢钠或过氧氢硫酸氢钾或过锰酸钠或过锰酸钾。

65、在步骤(a)的一个实施方式中，添加针对组合摩尔量的在固相中稳定的金属(例如钴和锰)的约70％至约500％，例如约80％至400％，80％至200％，或100％至150％，例如约70％、80％、90％、100％、110％、120％、125％、130％、140％、150％、200％、250％、300％、350％、400％、450％或500％化学计量当量的氧化剂。

66、步骤(a)的温度可大于约20℃但小于约120℃，或大于约50℃但小于约100℃，或约60℃至约90℃。其可为约25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃或115℃。

67、在步骤(b)中，分离步骤可为过滤步骤。

68、在一个实施方式中，该方法可包括在所述处理之前从进料混合物去除杂质的步骤，该进料混合物包含至少两种选自镍、钴及锰的金属。方法可包含使包含所述至少一种金属(或所述至少两种金属)的混合物(或前驱体)与弱酸浸出溶液接触(其可提供进料混合物的至少一部分)。弱酸浸出溶液的浓度可为约0.005m至约0.5m酸，或约0.01m至0.3m、0.01m至0.1m、0.02m至0.08m、0.03m至0.07m、0.04m至0.06m或0.05m至0.1m酸，例如约0.01m、0.02m、0.05m、0.1m、0.2m、0.3m、0.4m或0.5m酸。弱酸浸出溶液中的酸可为无机酸或其可为有机酸。无机酸可选自由硫酸、盐酸及硝酸组成的组。有机酸可选自乙酸或甲酸。其他酸也是适合的。弱酸浸出溶液中的酸可为硫酸。

69、步骤(a)可在任何合适的压力(通常为大气压)下进行。步骤(a)可提供浆液。浆液可以具有约1重量％固体至约40重量％固体，或约5重量％固体至约40重量％固体，或约10重量％固体至约30重量％固体，例如约1重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％或40重量％固体。

70、在步骤(a)之后，例如可以通过过滤将固体与液体分离。固体可用作步骤b中的进料混合物。步骤(a)可用于去除和/或分离选自由钙、镁和锌中的一种或更多种组成的组的杂质。其可另外或替代地去除和/或分离其他杂质。在另一实施方式中，进料混合物为来源于或获自锂离子电池，尤其是锂离子电池正极材料的产物。其可来自再循环nmc材料。其可具有以干重计大于约1重量％，或大于约2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％或60重量％的组合量的镍、钴及锰。其可包含以干重计大于约0.1重量％或大于约0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、20重量％、30重量％或35重量％的镍。其可包含以干重计大于约0.1重量％或大于约0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％或10重量％的钴。其可包括以干重计大于约0.1重量％或大于约0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％或15重量％的锰。

71、因此，在另一个实施方式中，在所述处理之前，该方法可包从放电锂离子电池分离正极材料的步骤。分离步骤可包括切碎或压碎电池。分离步骤可包括去除锂离子电池的壳体。分离步骤可包括分离壳体、电解质、负极和正极。分离的正极材料可形成待处理的混合物，或待处理的混合物可来源于在第一方面的方法中分离的正极材料。

72、当制备正极材料时，煅烧正极，这使得镍、钴和锰氧化。因此，正极经使用及经再循环后，废正极材料呈与sal加工残余物极类似的化学态。因此，废正极材料可用于本发明第一方面的方法中。

73、在一个实施方式中，待处理的混合物可为获自pct/au2012/000058(如上文所描述)中所公开的选择性酸浸出(sal)过程的产物(尤其是固体残余物)；来自再循环锂离子电池的产物；来自再循环nmc材料的产物；或其组合。

74、在一个实施方式中，进料为混合物。在另一实施方式中，其为滤饼，例如湿滤饼。在另一实施方式中，其为浆液。浆液可以具有约1重量％固体至约40重量％固体，或5重量％固体至约40重量％固体，或约10重量％固体至约30重量％固体，例如约5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％或40重量％固体。

75、在具有步骤a及b的以上实施方式的方法中，进料混合物中选自镍、钴和/或锰的至少一种金属(或至少两种金属)的至少一部分可呈氧化态，即呈大于2的氧化态。如上文所论述，存在于获自sal过程的固体残余物中的镍、锰和钴的大部分可呈氧化态。由于与这些氧化金属组分相关的较差的溶解度，可通过用还原剂处理显著提高这些金属在ph约1至约6的水性溶液中的溶解度。相对于溶液中的一或多种杂质(或浸出杂质)，由此已还原至氧化态2的钴、锰和镍可选择性地溶解于水兴溶液中。

76、在一个实施方式中，在经处理的进料混合物中至少约5％、10％、20％、30％、40％、50％或60％的选自钴、锰及镍的至少一种金属(或至少两种金属)呈氧化态。

77、钴的氧化形式可包含co(iii)和/或co(iv)；尤其是co(iii)。锰的氧化形式可包含mn(iii)、mn(iv)和mn(v)中的一种或多种；通常为mn(iii)。镍的氧化形式可包含ni(iii)和/或ni(iv)，通常为ni(iii)。混合物亦可包含大量呈所需(ii)态的钴、锰和/或镍。

78、然而，固体残余物中一些主要浸出杂质的溶解度曲线(尤其铁(fe)、铝(al)及较低程度的铜(cu))在一定程度上与所需镍、锰和钴组分的溶解度曲线重迭。举例而言，所需+2氧化态形式的镍、锰、钴和铁(fe(ii))在约ph 3至约7皆相对可溶，而氧化形式的这些金属仅在低于约ph 3的水性溶液中开始变得显著可溶。在铝和铜的情况下，尽管这些浸出杂质均不具有与镍、锰和钴的氧化/还原行为相同的氧化/还原行为，但它们可分别显著溶于低于约ph 3和约4的水性溶液中。

79、在一个实施方式中，进料混合物可包含一或多种浸出杂质。一种或多种浸出杂质可选自由以下组成的组：铁、铝、铜、钡、镉、钙、碳、铬、铅、锂、镁、钾、氟化物、磷、钠、硅、钪、硫、钛、锌、砷和锆。

80、应了解，在大多数情况中，这些浸出杂质的类型及量将很大程度上取决于进行该方法之前固体残余物已经受多少加工及何种材料用作起始材料。举例而言，若已直接自sal过程获得固体残余物，则该残余物可能比直接从正极活性材料(cam)自身获得的残余物(尤其是该cam已经首先通过再循环制程部分处理过了)含有显著更多的铁(fe)和铝(al)。

81、在一个实施方式中，用于处理的水性溶液包含浸出剂。浸出剂可为酸。酸可用于提供约1至约7，或约1至约6的ph。浸出剂可为无机酸或有机酸。无机酸可选自由硫酸、盐酸及硝酸组成的组。有机酸可选自乙酸或甲酸。其他酸也是适合的。浸出剂可为硫酸。

82、水性溶液的ph可(或可使得浸出液的ph)小于7.0，或小于6.75、6.50、6.25、6.0、5.75、5.50、5.25、5.0、4.75、4.50、4.25、4.0、3.75、3.50、3.25、3.0、2.75、2.50或2.0。水性溶液的ph可(或可使得浸出液的ph)大于2.0，或大于2.25、2.50、2.75、3.0、3.25、3.50、3.75、4.0、4.25、4.50、4.75、5.0、5.25、5.50或5.75。在某些实施方式中，水性溶液的ph可(或可使得浸出液的ph)为1.0至4.0、2.0至4.0、4.0至6.0、2.0至3.0、3.0至4.0、4.0至5.0或5.0至6.0、或6.0至7.0。在一些实施方式中，水性溶液的ph可(或可使得浸出液的ph)为1.0至1.5、1.5至2.0、2.0至2.5、2.5至3.0、3.0至3.5、3.5至4.0、4.0至4.5、4.5至5.0、5.0至5.5、或5.5至6.0、或6.0至6.5、或6.5至7.0。水性溶液的ph可为约2.5至3.5。其可为约3.0。本发明人已发现，若ph低于1，则更多浸出杂质溶解于水性溶液中。然而，若ph高于6或7，则水性溶液溶解所需+2氧化态形式的镍、钴及锰之能力减弱。步骤b中的ph可为在步骤结束时溶液的最终ph，即在步骤b结束时浸出液的ph。步骤b的ph可为整个步骤中的ph。

83、在一个实施方式中，该方法可包括将浸出剂添加至水性溶液的步骤。在另一实施方式中，其可包括控制水性溶液的ph的步骤。在一个实施方式中，水性溶液的ph可通过添加如上文所定义的酸性浸出剂来控制。在另一个实施方式中，水性溶液的ph可通过添加碱来控制。碱的实例可包括碱金属或碱土金属氢氧化物，诸如氢氧化钠。然而，碱可为含镍、钴或锰的材料，诸如新得固体(诸如待处理的混合物，或镍、钴及锰沉淀物，例如氢氧化物沉淀物)或氢氧化物化合物或碳酸盐化合物或羟基碳酸盐化合物。使用含镍、钴或锰的材料，尤其是包括至少一种氧化部分的含镍、钴或锰之材料的优势为添加此材料亦将消耗溶液中的残留还原剂且转化为氧化条件，以将fe2+氧化成fe3+，因为fe3+与ni或co相比更有利地沉淀。

84、在一个实施方式中，以受控的速率将浸出剂添加至水性溶液(或“浸出溶液”)中。在一个实施方式中，可递增地添加浸出剂直至溶液达到所需的最终ph(所需的最终ph可如针对上文水性溶液的ph所述)。在另一个实施方式中，所有浸出剂可在一个步骤中添加至水性溶液中。在另一个实施方式中，可在处理过程内(即，在本文中其他地方所论述的预定时间内)逐渐添加浸出剂。在一些实施方式中，将试剂与水性溶液组合然后添加至进料混合物中。在其他实施方式中，将水性溶液添加至进料混合物中以达到所需的ph，且随后添加试剂。在另一个实施方式中，在水性溶液已与进料混合物组合之后，将试剂与水性溶液组合。

85、可以每公吨包含镍、钴和锰的混合物约10,000mol至约20,000mol浸出剂的比率；例如以每公吨包含镍、钴和锰的混合物约12,000mol至约17,000mol浸出剂的比率；或以每公吨包含镍、钴和锰的混合物14,000mol至14,500mol浸出剂的比率将浸出剂添加至水性溶液中。可以每公吨包含镍、钴和锰的混合物约1.0至约2.0t h2so4的比率；或以每公吨包含镍、钴和锰的混合物约1.2至约1.7t h2so4的比率；或以每公吨包含镍、钴和锰的混合物约1.4t h2so4的比率将硫酸添加至水性溶液中。

86、还原剂可选自由以下组成的组：氢气、so2气体、亚硫酸盐(诸如偏亚硫酸氢钠)、有机酸、硫化物(诸如硫化镍、硫化钠、硫化钾、硫化钴或硫化锰，或硫氢化钠、硫氢化钾、硫氢化钴或硫氢化锰)及过氧化氢或其组合。其可为so2气体或偏亚硫酸氢钠或其组合。其可为so2气体。可使用还原剂的组合。在一个实施方式中，还原剂可选自由氢气和so2气体组成的组。有利地，氢气及so2气体均足够强以还原钴、锰及镍，且不将任何额外杂质引入浸出溶液中。当选择适合的还原剂时，优选选择不会将杂质引入溶液中、或仅引入可容易去除和/或分离的杂质的试剂。在一个实施方式中，还原剂为so2气体。溶液中存在so2气体亦可原位产生酸(例如经由与溶液或氧化材料反应)。在一个实施方式中，还原剂在大气压及常温下为气体。在另一个实施方式中，还原剂在大气压及常温下为液体。在另一个实施方式中，还原剂在大气压及常温下为固体。

87、水性溶液及试剂(若使用)可独立地在约0.25至约5小时，或约0.25至1、0.25至05、0.5至1、0.5至2、1至4、1至3、1至2、2至5、3至5或3至4小时的时间段内添加，例如在约0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5小时的时间内段添加，尽管有时添加这些中的一种或两种可能历经超过5小时。它们可单独添加或可一起添加。它们可同时添加或可依序添加或(若分批地或半连续地)可以交替方式添加。各自独立地可以分批方式添加或连续地添加或可以半连续方式(即连续但定期不添加)添加。试剂可以相对于待氧化或还原的两种或金属约70％至约500％，或约100％至500％、200％至500％、300％至500％、100％至300％、70％至200％、70％至100％或70％至150％，例如约70％、80％、90％、100％、125％、150％、175％、200％、250％、300％、350％、400％、450％或500％的化学计量比添加，但在某些情况下超出这些范围的比率亦是适合的。

88、在一个实施方式中，还原剂不为过氧化氢。先前描述的采用过氧化氢的过程可氧化所存在的任何铁并还原再循环正极材料中的镍、钴及锰。在这些过程中，使用大量过氧化氢(过氧化氢为用于镍、钴及锰的相对较弱的还原剂)，这意味着在还原反应期间极少控制。此外，过氧化氢为相对昂贵的试剂且需要添加其他酸，且过氧化氢也会由于相关的水而导致显著稀释。

89、本发明人已有利地发现，为了相对于混合物中的各种浸出杂质而选择性溶解氧化形式的镍、锰及钴，有必要将混合物中这些氧化形式的镍、锰及钴转化为所需的+2氧化态形式以使它们在约1至约6的ph可溶。

90、在一个实施方式中，该方法可包括将还原剂添加至水性溶液的步骤。在另一个实施方式中，其可包括控制还原剂至水性溶液中的添加的步骤。可控制还原剂至水性溶液中的添加以使得氧化的钴、锰和/或镍组分基本上还原至所需的+2氧化态，同时使诸如铁(fe)的主要浸出杂质的还原最小化，该杂质在还原fe(ii)形式时具有较宽的溶解度ph范围。在一个实施方式中，第一方面的方法可在相对于混合物中的浸出杂质而优先氧化之钴、锰和/或镍的条件下进行。此类浸出杂质可为由以下组成的组中的至少一者(尤其是由以下组成的组中的全部)：铁、铝、铜、铁、钡、镉、钙、碳、铬、铅、锂、镁、钾、磷、钠、硅、氟、硫、钛、锌及锆；尤其铝、钡、镉、碳、铬、铜、铅、硅、氟、钛、锌和锆。

91、本发明人已有利地发现，就还原反应而言，氧化镍应首先还原，随后是钴，随后是锰，随后是铁。因此，在一个实施方式中，选择添加至混合物中的还原剂的量以还原氧化的镍、钴和锰，但使得铁基本上不氧化。

92、在一个实施方式中，将相对于组合摩尔的氧化钴、氧化锰及氧化镍(其中一些氧化金属可能不存在)约0.5至约2化学计量当量；或约0.7至1.5、0.8至1.2或0.9至1.1化学计量当量的还原剂添加至水性溶液中。可添加约1化学计量当量，或约0.5、0.75、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5化学计量当量。本发明人已有利地发现一当量的还原剂通常足以还原一当量的氧化形式的镍、锰或钴。还原剂可以每公吨进料混合物约3,000mol至约10,000mol还原剂的比率；或以每公吨进料混合物约5,000mol至8,000mol或6,000mol至6,500mol还原剂的比率添加至水性溶液中。so2可以每公吨进料混合物约0.2至约0.6公吨so2的比率；或以每公吨进料混合物0.3至0.5公吨so2的比率；例如以每公吨进料混合物约0.3、0.4或0.5公吨so2的比率添加至水性溶液中。

93、在一个实施方式中，将相对于组合摩尔的还原钴、还原锰及还原镍(其中一些还原金属可能不存在)约0.5至约5化学计量当量；或约0.5至2、0.7至1.5、0.8至1.2或0.9至1.1化学计量当量的氧化剂添加至水性溶液中。可添加约1化学计量当量，或约0.5、0.75、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5化学计量当量。在步骤b的一个实施方式中，添加相对于组合摩尔的还原钴、还原锰及还原镍(其中一些还原金属可能不存在)约70％至约500％化学计量当量；例如约80％至400％；80％至200％，或100％至150％，例如约70％、80％、90％、100％、110％、120％、125％、130％、140％、150％、200％、250％、300％、350％、400％、450％或500％的氧化剂。

94、在一个实施方式中，以受控的速率将试剂(尤其还原剂)添加至水性溶液(或“浸出溶液”)中。试剂(尤其还原剂)可在特定时间内以连续速率添加。合适的时间可为约15分钟至约3小时；或约30分钟至约2小时；或约30分钟至约1小时；或约1至约3小时；或约1至约2小时。本发明人已发现，较慢的添加速率通常提供对浸出杂质的较大选择性，但较快的添加速率通常提供改善的产出率。

95、在一个实施方式中，处理在密封容器中进行。有利地，使用密封容器可控制气体的损失，允许对还原反应或氧化反应(适当时)的较大控制，及减缓还原剂或氧化剂的添加(尤其当还原剂或氧化剂为气体时)。在一个实施方式中，处理在大气压下进行。在另一个实施方式中，其在0.9至2.0大气压，或1.0至1.5大气压，例如约1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5大气压下进行。在略微超压下进行处理可用于限制过多气体。

96、本发明人已发现，对于至少一些试剂(诸如一些还原剂)，添加试剂可能会影响水性溶液的ph。因此，在一些实施方式中，可能需要例如通过添加酸或碱来控制溶液的ph。

97、在一些实施方式中，当使用还原剂时，控制ph及还原反应将允许镍、钴和锰的选择性溶解，同时将铁、铝和铜的浸出各自限定为约40重量％或更小；或限定为约30重量％、20重量％、15重量％或12重量％或更小。有利地，通过使用此过程，一些浸出杂质的重要部分可保留于固相中。

98、在另一个实施方式中，处理提供包含溶解的镍、钴和锰的浸出液及包含由以下组成的组中的至少一者(或由以下组成的组中的全部)的固体：铁、铝、铜、钡、镉、钙、碳、铬、铅、锂、镁、钾、磷、钠、硅、氟、硫、钛、锌及锆；或铝、钡、镉、碳、铬、铜、铅、硅、氟、钛、锌及锆。

99、在一个实施方式中，步骤b在使水性溶液保持为液态的温度进行。在一个实施方式中，其在约0℃至约100℃；或约10℃至约100℃；或约20℃至约100℃；或约40℃至约100℃；更尤其约50℃至约100℃；或约60℃至约100℃的温度进行。在另一个实施方式中，其在约60℃至约95℃(或约60℃至约90℃)；或约70℃至约95℃，或约75℃至约95℃；或约80℃至约95℃的温度进行。在一个实施方式中，其在约0℃至约100℃；或约10℃至约100℃、或约20℃至约100℃、或约30℃至约80℃；或约40℃至约70℃；或约45℃至约65℃；或约45℃至约80℃；或约50℃至约60℃的温度进行。其可在约0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃或在约55℃进行。水性溶液的温度可随着时间的推移而增加，因为反应/过程通常放热。

100、在一个实施方式中，步骤b可在80至81.0、81.0至82.0、82.0至83.0、83至84.0、84.0至85.0、85.0至86.0、86.0至87.0、87.0至88.0、88.0至89.0、89.0至90.0、90.0至91.0、91.0至92.0、92.0至93.0、93.0至94.0或94.0至95.0℃的温度进行。

101、在一个实施方式中，步骤b可进行预定的时间。如上文所概述，用于第一方面的处理所需的时间可能受诸如以下的因素影响：进行反应的温度、溶液的ph及试剂。然而，在一个实施方式中，处理可进行至少约10分钟，或至少约30分钟，或至少约1小时，或至少约2小时。在一个实施方式中，其可进行约30分钟至约6小时，或约30分钟至约4小时、1小时至4小时、1小时至3小时或2小时至3小时，例如约2小时或约2.5小时。

102、在一个实施方式中，处理在混合或搅动下，例如在搅拌下进行。

103、在一个实施方式中，处理可使用至少一个容器进行。该至少一个容器可为一个容器或可为两个容器。所述容器可为混合容器且可被配置为以在其中混合液体(其可包括夹带的固体)。所述容器可被搅动。其可包括搅拌器。

104、处理可在液体与固体的任何合适的比率下进行。在一个实施方式中，固液混合物可包含至少约1％固体(按重量计)，或至少约2％、3％、4％、5％、10％、15％或20％固体(按重量计)。在一个实施方式中，固液混合物可包含约3％至约25％固体(按重量计)，或约4％至20％固体、1％至10％固体、3％至7％固体或4％至6％固体(按重量计)。在一个实施方式中，进料混合物与水溶液一起形成浆液。

105、方法可包括在将进料混合物与水性溶液组合之后将试剂(诸如氧化剂或还原剂)添加至水性溶液的步骤。氧化剂可为包含镍、钴及锰(即，待处理的起始材料)中的至少两者的混合物。亦可在此步骤中添加锰盐、碳酸盐或氢氧化盐(通常为碳酸盐或氢氧化盐)。合适的锰盐可为mnco3。合适的碳酸盐可选自由mnco3、ni(oh)(co3)0.5、nico3、coco3、co(oh)2、na2co3及caco3组成的组。合适的氢氧化盐可选自由ni(oh)2、ni(oh)(co3)0.5、naoh及ca(oh)2组成的组。此步骤可在任何合适的温度进行，通常为如先前针对处理所描述的温度。此步骤可进行任何时间长度，例如约30分钟至约10小时，或约3小时至约10小时，或约4小时至约8小时。此步骤可避免需要去除或分离浸出杂质，诸如镁、钠、钙及锌。此步骤可消耗溶液中残留的任何还原剂。

106、在一个实施方式中，该方法可包含添加氧化剂和/或还原剂以中和溶液中任何过量的还原剂和/或氧化剂。在另一个实施方式中，该方法可包括将碱添加至溶液以将ph增加至例如高于步骤b但低于ph 7的ph(例如ph6)。该方法可包括在中和过量的还原剂和/或氧化剂或增加ph之前过滤溶液的步骤。

107、在处理之后，可以任何合适的方式从浸出液中去除和/或分离杂质(或“浸出杂质”)。在此情形下，术语“杂质”或“浸出杂质(leach impurity)”或“浸出杂质(leachimpurities)”)指不为镍、钴、锰、水、oh-、h+、h3o+、硫酸盐或碳酸盐的金属、络合物、化合物或元素。本领域技术人员可基于杂质的性质选择去除杂质的适当技术。举例而言，浸出杂质的至少一部分可呈固体形式。在一个实施方式中，可使用至少一种选自由以下组成的组的分离技术从水性溶液中去除和/或分离固体浸出杂质：倾析、过滤、胶结、离心及沉降，或其任何两种或更多种的组合。示例性的固体浸出杂质可包括选自由以下组成的组的至少一者：铁、铝、铜、钡、镉、碳、铬、铅、硅、硫、钛、锌及锆。

108、浸出液可包含至少一种液体浸出杂质。浸出液中的示例性液体浸出杂质可为选自由以下组成的组的至少一种浸出杂质：砷、铝、钡、镉、碳、钙、镁、铬、铜、铅、硅、钠、锂、钾、磷、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、钒、镧、铵、亚硫酸盐、氟、氟化物、氯化物、钛、钪、铁、锌及锆、银、钨、钒、钼、铂、铷、锡、锑、硒、铋、硼、钇、铅、铌或其组合；尤其砷、铝、钡、镉、碳、钙、镁、铬、铜、铅、硅、钒、镧、钛、钪、铁、锌、锆、银、钨、钼、铂、铷、锡、锑、硒、铋、硼、钇及铌，或其组合。

109、在一个实施方式中，至少一种金属(选自由镍、钴和锰组成的组；尤其至少两种金属或三种金属):至少一种液体浸出杂质的质量比以重量计小于1:50或小于1:20，或小于10:1，或小于1:1、或小于10:1、或小于100:1、或小于500:1、或小于1000:1、或小于5000:1、或小于10,000:1、或小于50,000:1、或小于200,000:1、或小于500,000:1。

110、在另一个实施例中，浸出杂质的至少一部分可呈液体(或溶解的)形式。在一个实施方式中，可使用至少一种选自由以下组成的组的分离技术从水性溶液中去除和/或分离出液体(或溶解的)浸出杂质：离子交换、沉淀、吸收/吸附、电化学还原及蒸馏，或其任何两种或更多种的组合，通常为离子交换、沉淀及吸附，或其组合。在此情形下，术语“杂质”或“浸出杂质”指不为钴、镍或锰，但亦可涵盖非所要非金属或半金属的金属。示例性液体浸出杂质可包括砷、铝、钡、镉、碳、钙、镁、铬、铜、铅、硅、钠、锂、钾、磷、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、钒、镧、铵、亚硫酸盐、氟、氟化物、氯化物、钛、铁、钪、锌及锆，或其组合。

111、在一个实施方式中，浸出液中碱金属(诸如na、li、k)(或至少一种碱金属)液体浸出杂质的浓度小于或等于100,000ppm、或小于或等于80,000ppm、或小于或等于60,000ppm、或小于或等于50,000ppm、或小于或等于40,000ppm、或小于或等于30,000ppm、或小于或等于20,000ppm、或小于或等于15,000ppm、或小于或等于10,000ppm、或小于或等于7,000ppm、或小于或等于5,000ppm、或小于或等于4,000ppm、或小于或等于3,000ppm、或小于或等于2,500ppm、或小于或等于2,000ppm。在另一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与碱金属液体浸出杂质(或至少一种碱金属杂质)的摩尔比可大于约1:10，或大于约1:5，或大于约1:1，或大于约5:1，或大于约10:1，或大于约20:1，或大于约50:1，或大于约80:1，或大于约100:1，或大于约120:1，或大于约150:1，或大于约180:1或大于约200:1。在另一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与碱金属液体浸出杂质(或至少一种碱金属杂质)的摩尔比可小于约1:1，或小于约5:1，或小于约10:1，或小于约20:1，或小于约50:1，或小于约80:1，或小于约100:1，或小于约120:1，或小于约150:1，或小于约180:1或小于约200:1。在另一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与碱金属液体浸出杂质(或至少一种碱金属杂质)的摩尔比可为约1:10至23,000:1，或约1:10至100,000,000:1，或约1:10至300,000,000:1。

112、在一个实施方式中，浸出液中阴离子物种液体浸出杂质(诸如f-及cl-，但不包括氧化物、氢氧化物、硫酸盐或碳酸盐)(或至少一种阴离子物种液体杂质)的浓度小于或等于100,000ppm、或小于或等于80,000ppm、或小于或等于60,000ppm、或小于或等于50,000ppm、或小于或等于40,000ppm、或小于或等于30,000ppm或小于或等于20,000ppm、或小于或等于10,000ppm、或小于或等于5,000ppm、或小于或等于4,000ppm，尤其小于或等于3,000ppm、或小于或等于2,500ppm或小于或等于2,000ppm。在另一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与阴离子物种液体浸出杂质(或至少一种阴离子物种液体杂质)的摩尔比可大于约1:10，或大于约1:5，或大于约1:1，或大于约5:1，或大于约10:1，或大于约20:1，或大于约50:1，或大于约80:1，或大于约100:1，或大于约120:1，或大于约150:1，或大于约180:1或大于约200:1。在另一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与阴离子物种液体浸出杂质(或至少一种阴离子物种杂质)的摩尔比(或质量比)可小于约5:1、或小于约10:1、或小于约20:1、或小于约50:1、或小于约80:1、或小于约100:1、或小于约120:1、或小于约150:1、或小于约180:1或小于约200:1。

113、在另一个实施方式中，浸出液中碱土金属液体浸出杂质(诸如ca及mg)(或至少一种碱土金属杂质)的浓度小于50,000ppm、或小于40,000ppm、或小于30,000ppm、或小于20,000ppm、或小于10,000ppm、或小于5,000ppm、或小于1,000ppm、或小于800ppm、或小于600ppm、或小于500ppm、或小于400ppm、或小于300ppm、或小于250ppm或小于200ppm。在另一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与碱土金属液体浸出杂质(或至少一种碱土金属液体杂质)的摩尔比大于约500:1、或大于约1000:1、或大于约1500:1、或大于约2000:1。在一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与碱土金属液体浸出杂质(或至少一种碱土金属液体杂质)的摩尔比为约300,000,000:1至约1:10；或大于约1:10，或大于1:1。在一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与碱土金属液体浸出杂质(或至少一种碱土金属液体杂质)的摩尔比小于1:10，或小于1:5或小于1:1，或小于约5:1，或小于约10:1，或小于约20:1，或小于约50:1，或小于约80:1，或小于约100:1，或小于约120:1，或小于约150:1，或小于约180:1或小于约200:1。

114、在另一个实施方式中，浸出液中金属及类金属液体浸出杂质(或至少一种金属或类金属杂质)的浓度小于250ppm，尤其小于50ppm。示例性金属及类金属浸出杂质可选自由以下组成的组：铁、铝、铜、锌、镉、铬、硅、铅、钪、锆及钛。在一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与金属及类金属液体浸出杂质(或至少一种金属或类金属液体杂质)的摩尔比小于10,000:1，或小于20,000:1，或小于40,000:1，或小于60,000:1，或小于80,000:1，或小于100,000:1，或小于500,000:1。在一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与fe杂质的摩尔比为约300,000,000:1至约10,000:1，或大于约10,000:1，或大于12,000:1。在一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与fe杂质的摩尔比小于10,000:1，或小于20,000:1，或小于100,000:1，或小于500,000:1，或小于1,000,000:1。在一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与al杂质的摩尔比为约300,000,000:1至约10,000:1；或大于约10,000:1，或大于12,000:1。在一个实施方式中，浸出液中至少一种金属(或至少两种金属)与al杂质的摩尔比小于10,000:1，或小于20,000:1或小于100,000:1。

115、在本发明的一个实施方式中，提供一种产生共沉淀物的方法，其中该共沉淀物包含至少一种选自镍、钴和锰的金属，该方法包含：

116、(i)提供包含该至少一种金属和至少一种杂质的进料混合物，所述进料混合物为氧化进料、还原进料或未氧化进料中的一种，其中：

117、氧化进料具有比呈小于2的氧化态更多的呈大于2的氧化态的至少一种金属；

118、还原进料具有比呈大于2的氧化态更多的呈小于2的氧化态的至少一种金属，或具有基本上全部的呈2的氧化态的至少一种金属和至少一些呈硫化物形式的至少一种金属；及

119、未氧化进料具有基本上全部的呈2的氧化态的至少一种金属，且基本上没有呈其硫化物形式的至少一种金属；

120、用水性溶液处理该进料混合物以形成包含所述至少一种金属的浸出液，其中该性水溶液的ph使得该浸出液的ph为约1至约7，且其中：

121、若该进料混合物为氧化进料，则该处理另外包含添加包含还原剂的试剂；及

122、若该进料混合物为还原进料，则该处理另外包含添加包含氧化剂的试剂；

123、由此该浸出液包含呈2的氧化态的至少一种金属，

124、以便提供包含所述至少一种金属的水性进料溶液，所述水性进料溶液为浸出液；及

125、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地调节至约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便提供：(a)包含所述至少一种金属的沉淀物；及(b)包含所述至少一种杂质的上清液。

126、在此实施方式中，该方法可进一步包含将至少一种金属与水性进料溶液混合的步骤，其中该至少一种金属选自镍、钴和锰，使得步骤(ii)提供包含至少两种选自镍、钴和锰的金属(或包含三种金属)的共沉淀物。

127、在一个实施方式中，在步骤(ii)的进料溶液中，至少1％的所述至少一种杂质，或至少5％、或至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％或至少50％的所述至少一种杂质，尤其至少60％、或至少65％、或至少70％、或至少75％、或至少80％、或至少85％、或至少90％、或至少95％、或至少96％、或至少97％、或至少98％、或至少99％的所述至少一种杂质可在共沉淀之后的上清液中，或在洗涤共沉淀物之后的洗涤溶液中，或在上清液及洗涤溶液两者的组合中。该至少一种杂质亦可为多种杂质。可在上清液或洗涤溶液中或两者中的水性进料溶液中的各杂质的量对于各杂质而言可不同。

128、在本发明的一个实施方式中，提供了一种产生包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的共沉淀物的方法，该方法包括：

129、(i)提供包含至少两种金属的进料混合物，所述进料混合物为氧化进料、还原进料或未氧化进料中的一种，其中：

130、氧化进料具有比呈小于2的氧化态更多的呈大于2的氧化态的至少两种金属；

131、还原进料具有比呈大于2的氧化态更多的呈小于2的氧化态的至少两种金属，或具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属及至少一些呈硫化物形式的至少两种金属；及

132、未氧化进料具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属，且基本上没有呈其硫化物形式的至少两种金属；

133、用性水溶液处理该进料混合物以形成包含所述至少两种金属的浸出液，其中该水性溶液的ph使得该浸出液的ph为约1至约7，且其中：

134、若该进料混合物为氧化进料，则该处理另外包含添加包含还原剂的试剂；及

135、若该进料混合物为还原进料，则该处理另外包含添加包含氧化剂的试剂；

136、由此该浸出液包含呈2的氧化态的至少两种金属，

137、以便提供包含所述至少两种金属的水性进料溶液，所述水性进料溶液为浸出液；及

138、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约，任选地调节至约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便从该进料溶液中共沉淀所述至少两种金属。

139、在一个实施方式中，可经由选择性沉淀控制共沉淀物中的至少一种杂质。在水性进料溶液中可能有小于100％、或小于90％、或小于80％、或小于70％、或小于50％、或小于30％、或小于10％、或小于5％、或小于1％的初始量的至少一种杂质沉淀成共沉淀物。对于碱土金属，诸如ca及mg来说，情况尤其如此。

140、在一个实施方式中，至少一种杂质可由于诸如吸附、吸收、取代、原子取代、相形成、次相形成、混合相形成、共沉淀或液体夹带的现象而沉淀。可使用高纯水、酸、苛性碱、碳酸钠或氨洗涤或其组合来去除碱金属(诸如li、na及k)、氨/铵、硫(呈硫酸盐或亚硫酸盐形式)及在较低程度上碱土金属、zn及cu。在洗涤之后，相对于水性进料溶液中的量，最终共沉淀物中可存在小于100％或小于99％或小于90％或小于70％或小于50％或小于40％或小于30％或小于20％或小于10％或小于5％或小于1％的这些物种。

141、在步骤(i)中，可以任何合适的方式(例如如本技术其他地方所描述的方式)从包含所述至少两种金属(尤其镍、钴和锰)的水溶液中至少部分地(尤其部分地)分离及/或去除一种或多种杂质。

142、因此，在另一个实施方式中，提供了一种产生包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的共沉淀物的方法，该方法包括：

143、(i)提供包含所述至少两种金属和至少一种杂质的水性进料溶液，及任选地从该进料溶液中去除和/或分离一种或多种杂质；及

144、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地调节至约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便从该进料溶液中共沉淀所述至少两种金属。

145、在又另一个实施方式中，提供了一种产生包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的共沉淀物的方法，该方法包括：

146、(i)提供包含该至少两种金属的进料混合物，所述进料混合物为氧化进料、还原进料或未氧化进料中的一种，其中：

147、氧化进料具有比呈小于2的氧化态更多的呈大于2的氧化态的至少两种金属；

148、还原进料具有比呈大于2的氧化态更多的呈小于2的氧化态的至少两种金属，或具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属及至少一些呈硫化物形式的至少两种金属；及

149、未氧化进料具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属，且基本上没有呈其硫化物形式的至少两种金属；

150、用水性溶液处理该进料混合物以形成包含所述至少两种金属的浸出液，其中该水性溶液的ph使得该浸出液的ph为约1至约7，且其中：

151、若该进料混合物为氧化进料，则该处理另外包含添加包含还原剂的试剂；及

152、若该进料混合物为还原进料，则该处理另外包含添加包含氧化剂的试剂；

153、由此该浸出液包含呈2的氧化态的至少两种金属，

154、以便提供包含所述至少两种金属和至少一种杂质的水性进料溶液，所述水性进料溶液为浸出液，且任选地从进料溶液中去除和/或分离一种或多种杂质(或所述至少一种杂质的至少一部分)；及

155、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地调节至约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便从该进料溶液中共沉淀所述至少两种金属(或以便提供：(a)包含所述至少两种金属的共沉淀物；及(b)包含所述至少一种杂质的至少一部分的上清液)。

156、去除和/或分离一种或多种杂质的步骤可为从浸出液中去除和/或分离一种或多种杂质的步骤。

157、分离和/或去除杂质至所需程度的适当的技术可由本领域技术人员基于杂质的性质选择。举例而言，至少一部分杂质可呈固体形式。在一个实施方式中，可使用至少一种选自由以下组成的组的技术从进料溶液(或浸出液)中分离和/或去除固体杂质：倾析、过滤、离心、胶结及沉降或其组合。示例性固体杂质可包括选自由以下组成的组的至少一者：铁、铝、铜、钡、镉、碳、铬、铅、硅、硫、钛、锌及锆。

158、在另一个实施例中，至少一部分杂质可呈液体(或溶解)形式。在一个实施方式中，可使用至少一种选自由以下组成的组的分离技术从进料溶液(或浸出液)中去除液体(或溶解)杂质：离子交换、沉淀、吸收/吸附、电化学还原及蒸馏或其组合；尤其离子交换、沉淀及吸附或其组合；或溶剂萃取、离子交换、沉淀、吸附及吸收或其组合。示例性液体杂质可包括铁、铜、锌、钙、镁、铬、氟、铅、镉、硅及铝；尤其铁、铜、锌、钙、镁、硅及铝。

159、离子交换可用于去除至少一种杂质，尤其至少一种类金属或金属(液体)杂质，或碱土金属(液体)杂质。可使用离子交换去除的示例性杂质可包含由以下组成的组中的至少一者：镁、钙、铝、铁、锌、铜、铬、镉及钪；尤其是由以下组成的组中的至少一者：铝、铁、锌、铜、铬、镉及钪。离子交换可用以去除至少一些锌。离子交换可在至少两个洗涤步骤，尤其两个洗涤步骤中进行。离子交换可在20℃至60℃；或约30℃至50℃、20℃至40℃或40℃至60℃；例如约20℃、30℃、40℃、50℃或60℃的温度进行。离子交换的ph可为约2至约7，或约3至约7，或约3至约4，例如约2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5或7。

160、杂质的去除和/或分离可使用去除固体和/或液体和/或气态杂质的技术的组合进行。因此，其可包括固体杂质去除和/或分离步骤，和液体杂质去除和/或分离步骤。其可包括气态杂质去除和/或分离步骤。

161、在一个实施方式中，杂质的去除和/或分离可使用至少一个容器进行。至少一个容器可为一个或两个容器。所述容器可为沉降容器且可配置为以使液体(其可包括夹带的固体)在其中沉降。所述容器可包括至少两个出口。所述容器可在容器的上部包括上部出口以提供液体出口，且在容器的下部包括下部出口以提供沉降固体出口。

162、在一个实施方式中，步骤(i)可使用多个容器进行。在一个实施方式中，步骤(i)用至少两个容器(或混合容器)；尤其两个容器(或混合容器)进行。在一个实施方式中，杂质的去除和/或分离用至少两个容器(或沉降容器)；尤其两个容器(或沉降容器)进行。

163、在一个实施方式中，将包含镍、钴和锰中的至少一种或两种的混合物(或如上文所述的进料混合物)添加至第一混合容器中的水性溶液(尤其在搅拌下的)中。溶液(包括夹带的固体)经由第一混合容器液体出口离开第一混合容器，且经由第一沉降容器液体入口进入第一沉降容器。第一沉降容器包括至少一个在容器上部的上部出口以提供液体出口，及在容器下部的下部出口以提供沉降固体出口。经由上部出口离开第一沉降容器的液体可前进至第一方面的方法的步骤(ii)，或至去除溶液中的液体杂质(作为第一方面的方法的步骤(i)的又一部分)。经由下部出口离开第一沉降容器的液体/固体可经由第二混合容器入口流入第二混合容器中。还原剂或氧化剂及浸出试剂可添加至第二混合容器中。在一些情况下，不存在沉降容器且将溶液直接取用至过滤器。可搅拌第二混合容器。溶液(包括夹带的固体)经由第二混合容器液体出口离开第二混合容器，且经由第二沉降容器液体入口进入第二沉降容器。第二沉降容器包括在容器上部的至少一个上部出口以提供液体出口，及在容器下部中的下部出口以提供沉降固体出口。经由上部出口离开第二沉降容器的液体可流至第一混合容器的入口。经由下部出口离开第二沉降容器的液体/固体可例如在通过螺旋压机后丢弃。此配置的优势为其使残留于溶液中的酸及还原剂或氧化剂的量降至最少，镍、钴和锰从该溶液中共沉淀。此外，可通过维持恰当条件使第一混合容器中的铁(及其他杂质，诸如铜及铝)的量降至最少。在一些实施方式中，该方法可包括使用3个或更多个混合容器(或反应器)。该方法可包括控制添加至所述混合容器中的任一个的试剂的量的步骤。

164、该方法可包括将钴、锰和镍中的一种或多种添加至进料溶液或浸出液以将镍、钴和锰的摩尔比调节至期望摩尔比的步骤。合适的期望摩尔比可包括1:1:1的镍:钴:锰，或6:2:2的镍:钴:锰，或8:1:1的镍:钴:锰。在一些实施方式中，期望摩尔比可包括1:1:1的镍:钴:锰、2:1:1的镍:钴:锰、3:1:1的镍:钴:锰、4:1:1的镍:钴:锰、5:1:1的镍:钴:锰、6:1:1的镍:钴:锰、7:1:1的镍:钴:锰、8:1:1的镍:钴:锰、9:1:1的镍:钴:锰、10:1:1的镍:钴:锰、5:3:2的镍:钴:锰、9:0.5:0.5的镍:钴:锰或83:5:12的镍:钴:锰。镍:锰的期望摩尔比可包括1:1的镍:锰，或6:2的镍:锰，或8:1的镍:锰。在一些实施方式中，期望摩尔比可包括1:1的镍:锰、2:1的镍:锰、3:1的镍:锰、4:1的镍:锰、5:1的镍:锰、6:1的镍:锰、7:1的镍:锰、8:1的镍:锰、9:1的镍:锰、10:1的镍:锰、5:3的镍:锰或9:0.5的镍:锰。钴:锰的期望摩尔比可包括1:1的钴:锰，或6:2的钴:锰，或8:1的钴:锰。在一些实施方式中，期望摩尔比可包括1:1的钴:锰、2:1的钴:锰、3:1的钴:锰、4:1的钴:锰、5:1的钴:锰、6:1的钴:锰、7:1的钴:锰、8:1的钴:锰、9:1的钴:锰、10:1的钴:锰、5:3的钴:锰或9:0.5的钴:锰。镍:钴的期望摩尔比可包括1:1的镍:钴，或6:2的镍:钴，或8:1的镍:钴。在一些实施方式中，期望摩尔比可包括1:1的镍:钴、2:1的镍:钴、3:1的镍:钴、4:1的镍:钴、5:1的镍:钴、6:1的镍:钴、7:1的镍:钴、8:1的镍:钴、9:1的镍:钴、10:1的镍:钴、5:3的镍:钴或9:0.5的镍:钴。在一个实施方式中，前述摩尔比可为共沉淀物中的镍:钴:锰比率或镍:钴比率或镍:锰比率或钴:锰比率。并非所有进料溶液中的镍、钴或锰均可沉淀。技术人员将能够基于所需应用及最终材料(例如正极材料)中镍:钴:锰的期望比率选择适合的比率。

165、添加至溶液中的钴、锰和镍中的一种或多种可呈任何适合形式。可将一中或多种含钴化合物、含锰化合物或含镍化合物添加至进料溶液中。举例而言，所添加的钴、锰和镍可呈一种或多种硫酸盐、氢氧化盐或碳酸盐或其混合物的形式；尤其是coso4、niso4和/或mnso4。在一些情况下，可通过组合各自独立地为氧化进料、还原进料或未氧化进料的单独进料混合物而产生进料混合物，以便产生用于当前所描述的方法中的复合进料。在其他情况下，多于一种进料混合物(其中各自独立地为氧化进料、还原进料或未氧化进料)可用于通过本文所描述的方法生产多于一种浸出液，且随后可以任何适合的比率组合该多于一种浸出液，以便提供复合浸出液。在一个实施方式中，可将除ni、co及mn以外的金属(呈任何适合形式)添加至浸出液或水性进料溶液中。此可帮助与存在的所述其他金属产生共沉淀物。

166、该方法的步骤(ii)产生包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的共沉淀物。在一个实施方式中，选自镍、钴和锰的至少两种金属为全部镍、钴和锰。

167、在一个实施方式中，共沉淀物中超过1％、或超过10％、或超过20％、或超过50％、或超过60％、或超过80％、或超过90％、或超过99％的至少一种金属(尤其至少两种金属，更尤其全部镍、钴和锰)的来源于进料混合物(其经浸出)。在一个实施方式中，进料混合物可为已经组合的多种进料混合物。在一个实施方式中，所述多个进料混合物中的每一个可来自不同来源。

168、共沉淀步骤的ph为约6.2至约11，或约6.2至约10.5，或约6.2至约10，或约6.2至约9.2、6.2至9、6.2至8、6.2至7、6.2至6.5、6.5至9.2、7至9.2、8至9.2、9至9.2、6.5至9、6.5至8、7至9或7至8，例如约6.2、6.3、6.4、6.5、7、7.5、8、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9或10的ph。若至少两种金属从中共沉淀的进料溶液相对较纯，则约9至9.2的ph可能是有利的。

169、本发明人已有利地发现，尽管ph的选择可取决于存在何种杂质及其浓度，约7.0至约8.6，或6.2至8.6的ph范围可比使用较高的ph范围引起较少的共沉淀或包括不希望的杂质，诸如镁和/或钙的盐。举例而言，在高于约ph 8.5的ph下镁将通常开始以氢氧化物或氧化物形式自溶液沉淀，而在高于约ph 10.0下钙将通常开始以氢氧化物或氧化物形式自溶液沉淀(然而，在达成较高ph之前，将不会实现这些杂质的完全沉淀，且取决于沉淀方法，可在较低ph下实现这些元素的部分沉淀)。因此，共沉淀可甚至在一些杂质开始沉淀的ph下进行。然而，可控制杂质沉淀的相对量，以便不会对电池材料的性能产生不利影响或在共沉淀中实现所需量的杂质或实现所需电池材料性能。

170、可使用任何合适的试剂(诸如碱)来调节ph。示例性试剂(或碱)可包括碱金属或碱土金属氢氧化物，诸如氢氧化钠。然而，碱可为含镍、钴和/或锰的材料，诸如新得固体(诸如氢氧化物、碳酸盐或羟基碳酸盐)，或镍、钴和锰沉淀物(诸如通过步骤(ii)产生的，尤其是氢氧化物沉淀物)。

171、步骤(ii)可在任何适合的温度或压力下进行。其可在进料溶液呈液体形式的温度及压力下进行。在一个实施方式中，步骤(ii)在约15至约25℃，例如在约室温进行。在一个实施方式中，步骤(ii)在小于约100℃或小于约90、85、80、70、60或50℃的温度进行。在另一实施方式中，步骤(ii)在大于约30℃或大于约35、40、45、50、55、60、65、70、75或80℃的温度进行。在一个实施方式中，步骤(ii)在约25℃至约100℃、或约40℃至95℃、50℃至95℃、60℃至90℃、或70℃至90℃的温度进行。在一个实施方式中，步骤(ii)在约80℃的温度进行。在另一个实施方式中，步骤(ii)在大气压下进行。

172、步骤(ii)可以用任何适合的碱进行。在一个实施方式中，碱可为碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物、氨或其混合物。其可为氨。适合的碳酸盐可包括选自选自以下的组的碳酸盐：碳酸铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂或其混合物。适合的碳酸氢盐可选自由以下组成的组：碳酸氢钠及碳酸氢铵或其混合物。适合的碳酸氢盐为碳酸氢铵。适合的氢氧化物可为氢氧化铵或氢氧化钠。

173、至少两种金属可以任何合适的形式，诸如以氧化物、氢氧化物、碳酸盐和/或羟基碳酸盐的形式共沉淀。

174、至少两种金属可全部为镍、钴和锰三者。它们可以任何适合的摩尔比共沉淀。示例性摩尔比可包括1:1:1镍:钴:锰，或6:2:2镍:钴:锰，或8:1:1镍:钴:锰。在一些实施方式中，摩尔比可包括1:1:1镍:钴:锰、2:1:1镍:钴:锰、3:1:1镍:钴:锰、4:1:1镍:钴:锰、5:1:1镍:钴:锰、6:1:1镍:钴:锰、7:1:1镍:钴:锰、8:1:1镍:钴:锰、9:1:1镍:钴:锰、10:1:1镍:钴:锰或9:0.5:0.5镍:钴:锰。

175、步骤(ii)可包含从上清液中分离共沉淀物。此类分离可包括倾析或过滤中的一种或多种。分离可包括将经倾析或过滤的共沉淀物再悬浮在溶液中。分离可包括用溶液洗涤经倾析或过滤的固体。

176、在第一方面的方法的一个实施方式中，步骤(ii)之后为洗涤共沉淀物(尤其是镍、钴和锰)。这可溶解和/或去除最初形成的共沉淀物中存在的杂质。洗涤可在至少一个洗涤步骤(或至少两个洗涤步骤)，诸如至少一个再悬浮洗涤步骤中进行。最初形成的共沉淀物中的杂质可能借助于缔合或吸附存在，且可能需要洗涤以去除此类杂质，即使其基本上不沉淀。在一个实施方式中，利用水溶液(尤其是相对较纯水的溶液，诸如蒸馏水)，或可利用包含碱、酸或碱性试剂的溶液(尤其是水溶液)(此可实现杂质元素的所需去除)来洗涤。洗涤步骤可包括多个洗涤步骤。所述多个洗涤步骤可利用不同的洗涤溶液。这可帮助去除不同杂质。这些洗涤溶液可去除夹带有固体的经污染溶液，或可与固体反应以去除已部分共沉淀的杂质，或两者。

177、在该方法的一个实施方式中，步骤(ii)之后可为将共沉淀物(或沉淀的镍、钴和锰)与锂混合。这之后可为煅烧锂和共沉淀物(或镍、钴和锰)。这可形成正极活性材料(cam)。共沉淀物可提供用作新电池中的正极活性材料(cam)的nmc材料。

178、在一个实施方式中，经煅烧的锂化共沉淀物可提供大于10mah/g，或大于20、50、70、100、120、130、140、150、160、170、180、190、200mah/g的电池性能。在此实施方式中，电化学性能由在以0.2c的充放电速率于3.0-4.4v的电压范围进行的硬币型半电池电池测试(coin half-cell battery test)中量测时的第一循环容量来限定。

179、在第一方面的方法的另一个实施方式中，步骤(ii)之后可为通过沉淀和/或离子交换来清除上清液中残留的镍和/或钴和/或锰。

180、在去除一种或多种杂质的步骤之前或之后，进料溶液可包含一种或多种杂质。这些杂质可选自ca2+、mg2+、li+、na+、k+、nh4+、s、f-和cl-；尤其选自ca2+、mg2+、li+、na+、k+、s、f-和cl-。可另外或替代地存在其他杂质，诸如铁、铝、铜、锌、镉、铬、硅、铅、锆和钛。杂质在进料溶液中可处于这样的水平，若杂质以该水平包括在最终共沉淀物中，则将对由其制备的cam的性能产生不良影响。

181、在一个实施方式中，本文所描述的方法涉及必要时处理包含至少两种选自ni、co和mn的金属的进料溶液以去除一些杂质，且任选地将所得溶液与足量的其他含ni和/或co和/或mn的溶液混合以在溶液中达成期望的ni:mn:co比率(或ni:co、ni:mn或co:mn比率)。任选地在存在任何残留杂质的情况下，从溶液选中择性地沉淀共沉淀物，使得经过滤、洗涤及清洁的共沉淀物可就杂质而言为适当纯净的且具有适当的特性，使得在进一步加工之后，可达成作为电池材料的足够性能。

182、在一个实施方式中，共沉淀物的沉淀在一些杂质的存在下进行。也就是说，在沉淀步骤之前可不从溶液中去除存在于进料溶液中(或用于产生进料溶液的固体材料中)的一些杂质。出现在共沉淀物中的这些杂质的量可经由控制上游杂质去除或分离步骤和经由控制沉淀步骤及后续前驱体洗涤和清洁步骤来控制，使得这些杂质不会出现在最初形成的共沉淀物中，或出现在最初形成的共沉淀物中但随后被洗出或去除，或它们以达成前驱体材料在其作为电池正极材料的预期用途的足够性能的浓度及形式出现在最终共沉淀物中。应理解，在此上下文中“最初形成的共沉淀物”在本文中指在ph调节之后最初从水性进料溶液沉淀出来的材料，且“最终共沉淀物”指在如本文所述的任何后续纯化步骤(例如洗涤、干燥)之后由最初形成的共沉淀物产生的固体材料。最终共沉淀物可随后用作用于制造锂离子电池的前驱体材料。在一个实施方式中，如本文所述的共沉淀物为最初形成的共沉淀物。

183、产生前驱体材料的常规或标准方法为以极高纯度的ni或co或mn材料，诸如硫酸盐、金属、氢氧化物、氧化物、碳酸盐等开始，且将此材料溶解于硫酸盐溶液中。随后将三种元素的溶液混合在一起以实现ni:co:mn的期望比率。所得溶液不含有或含有不显著量的任何杂质元素。此nimnco溶液也可与一些含氨溶液混合，因为氨可充当可有利地介导沉淀反应的络合剂。接着使用氢氧化钠或碳酸钠或上述氢氧化钠或氢氧化铵与碳酸盐的组合来沉淀前驱体。这使得混合的含ni/co/mn氧化物或碳酸盐或氧化物及碳酸盐的混合物沉淀。随后过滤经沉淀的材料且用水洗涤。有时，亦再洗涤或与额外的碳酸钠溶液混合，此将使得任何残留的硫酸根离子被萃取。以此方式，由极高纯度的进料产生具有合适的电池性能的典型前驱体材料。

184、此标准方法的主要原因是因为认为生产电池前驱体材料需要极高纯度的进料以便避免任何杂质元素污染电池材料，这些元素会对电池的性能产生不利影响。

185、然而，本发明人已出人意料地发现，在前驱体生产过程中可存在一些元素，而不会对电池材料性能产生不利影响。这意味着有可能使用将这些元素引入至溶液中而不使其污染或不利地影响前驱体产物的进料和过程。在一些实施方式中，可在共沉淀之前将至少一种杂质添加至水性进料溶液中。这可有助于共沉淀步骤(例如当至少一种杂质包含钠盐及钾盐时)。

186、用于制备本发明方法中所用的水性进料溶液的材料可包括上文提及的同在申请中的申请案中所论述之那些材料。其也可包括ni或co或mn材料，这些材料不含有大量的多于一种的ni或co或mn，尽管它们也可包括一种或多种杂质。在一个实施方式中，ni、co或mn材料中的至少一者可包括至少一种杂质。因此，对于上文提及的同在申请中的申请案所论述的选择性浸出条件在此处亦适用于所使用的个别材料中的任一者。仅需要在ph调节至一定浓度使得由最终共沉淀物达成电池材料的足够性能的步骤之前从水性进料溶中液去除这些杂质。在一些情况下，这些杂质中的一些的存在可实际上改善电池材料的性能。

187、诸如li(i)、na(i)及k(i)的碱金属通常高度溶于酸性溶液且不显示稳定或氧化沉淀行为且因此将通常在用于制备水性进料溶液的浸出条件下溶解。诸如mg(ii)的碱土金属通常显示类似的行为。诸如ca(ii)的碱土金属一般也为可溶的，但在硫酸中可通过各种硫酸盐化合物的溶解度而限于相对较低浓度。因此，这些元素可存在于进料溶液中。然而，诸如li、na和k的碱金属一般可溶于至多大于12的ph值的水溶液中，且因此一般不显著沉淀或共沉淀。诸如mg的碱土金属可在约ph 8-9以氢氧化物形式或以碳酸盐形式沉淀。诸如ca的碱土金属可在约ph 8-9以碳酸盐形式且在约ph 9-10以氢氧化物形式沉淀。因此，在共沉淀步骤期间，谨慎地控制ph，以及可能的变量，诸如碱添加、溶液中元素的初始浓度及溶液中元素的最终浓度(及可影响此沉淀行为的其他变量，其可例如包括温度、试剂添加速率、试剂浓度和洗涤条件)，且亦可能对沉淀试剂的选择允许控制这些元素在形成共沉淀物(或若使用多个沉淀步骤和/或多个洗涤步骤，则为最终共沉淀物)期间的行为。尽管li、na和k在直至比共沉淀物沉淀所处的ph值高的ph值下可溶，若不进行选择性沉淀及洗涤，则这些元素仍可实质上污染固体产物，尤其是在共沉淀物沉淀之后这些元素在上清液中的量高于仅添加试剂用于共沉淀物自身沉淀时的量的情况下。

188、这意味着作为用于制备进料溶液的进料，可使用任何也含有显著的li、na、k、mg或ca杂质的含ni或co或mn材料，而不是仅通过选择性溶解和杂质去除和/或分离步骤来去除这些杂质，这些元素对电池性能的任何不利影响可通过如本文所述的方法避免，这些方法可涉及控制前驱体沉淀、洗涤和清洁过程。

189、本文所描述的方法的步骤(ii)可使用例如碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、碳酸锂、氢氧化锂、氨、碳酸铵及氢氧化铵中的任意一种或多种作为沉淀试剂(例如调节进料溶液的ph)进行。

190、本文所描述的方法的步骤(ii)可进行任何合适的时间。举例而言，步骤(ii)可进行至少1小时、2小时、4小时、8小时、16小时、24小时、36小时或48小时。

191、可使用对进料溶液中ni、co和/或mn的浓度、ni、co和mn溶液添加速率、ph调节速率、温度、反应时间、老化时间及许多其他因素(诸如络离子，诸如氨的存在)的谨慎控制来以ni:mn:co的目标比率进行前驱体材料的沉淀，以产生初始共沉淀物，其接着可经过滤和洗涤以获得具有足够性能的电池前驱体材料。在形成初始共沉淀物之后，可控制至少两种金属存在的环境以使至少两种金属的任何氧化降至最低或得到改善，或最大限度地氧化至少两种金属。此类控制可包含控制在至少两种金属或共沉淀物或初始共沉淀物或最终共沉淀物周围的气氛。控制气氛可包括控制大气或任何气相中的氧浓度、大气或任何气相的压力。

192、已认为，对于呈氢氧化物形式的合适的共沉淀物正极活性材料(前驱体材料)，共沉淀物中镍、锰和/或钴的量以干固体计应优选为材料的至少约60％。另外约40％可为氧化物或氢氧化物或碳酸盐。在这60％的材料中，对于阴离子物种，诸如so42-、f-及cl-(但不包括上述氧化物、氢氧化物或碳酸盐)，杂质限值通常指定为3000-4000ppm；对于碱金属及碱土金属(除锂以外)(或对于碱土金属)，杂质限值通常指定为300ppm；对于金属及类金属，杂质限值通常指定为50ppm。因此阴离子(尤其是除氢氧化物、氧化物和碳酸盐以外)可具有约200:1的nmc与杂质的摩尔比(或质量比)。300ppm的ca及mg(或ca、mg、na和k)提供约2000:1的nmc与杂质的固体摩尔比(或质量比)，且例如50ppm的fe提供约12,000:1的nmc与杂质摩尔比(或质量比)。

193、水性进料溶液中镍、锰和/或钴的总量可为至少1g/l，或至少5g/l，或至少8g/l，或至少10g/l或至少15g/l或至少20g/l，或至少30g/l或至少50g/l或至少70g/l或至少90g/l或至少120g/l或至少150g/l或至少200g/l。

194、在一个实施方式中，将共沉淀物中至少两种金属的量控制为小于水性进料溶液中至少两种金属的100％。在一个实施方式中，将共沉淀物中至少两种金属的量控制为小于水性进料溶液中至少两种金属的99％、小于95％、小于90％、小于80％、或小于70％、或小于50％、或小于20％。共沉淀物中镍、锰和钴的量相对于水性进料溶液中的量可为与彼此不同的百分比或可相同。

195、在一个实施方式中，步骤(ii)中的上清液包含小于1mg/l、或大于1mg/l、或大于5、10、100、200、500或1000mg/l的ni、co或mn。

196、在一实施方式中，水性进料溶液中碱金属(诸如na、li、k)(或至少一种碱金属)的浓度小于或等于100,000ppm、或小于或等于80,000ppm、或小于或等于60,000ppm、或小于或等于50,000ppm、或小于或等于40,000ppm、或小于或等于30,000ppm、或小于或等于20,000ppm、或小于或等于15,000ppm、或小于或等于10,000ppm、或小于或等于7,000ppm、或小于或等于5,000ppm、或小于或等于4,000ppm、或小于或等于3,000ppm、或小于或等于2,500ppm、或小于或等于2,000ppm。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与碱金属杂质(或至少一种碱金属杂质)的摩尔比可大于约1:50、或大于约1:10、或大于约1:5、或大于约1:1、或大于约5:1、或大于约10:1、或大于约20:1、或大于约50:1、或大于约80:1、或大于约100:1、或大于约120:1、或大于约150:1、或大于约180:1或大于约200:1。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与碱金属杂质(或至少一种碱金属杂质)的摩尔比可小于约1:1、或小于约5:1、或小于约10:1、或小于约20:1、或小于约50:1、或小于约80:1、或小于约100:1、或小于约120:1、或小于约150:1、或小于约180:1或小于约200:1。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与碱金属杂质(或至少一种碱金属杂质)的摩尔比可为约1:10至23,000:1、或约1:10至100,000,000:1或约1:10至300,000,000:1。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与碱金属杂质(或至少一种碱金属杂质)的摩尔比可为约1:50至23,000:1、或约1:50至100,000,000:1、或约1:50至300,000,000:1。在一个实施方式中，碱金属杂质不来自于沉淀试剂。

197、在一个实施方式中，存在于水性进料溶液中导致共沉淀物的碱金属的百分比小于100％或小于99％或小于90％、或小于50％、或小于20％或小于1％。

198、在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于10ppm，或小于250ppm，或小于500ppm，或小于1000ppm，或小于2000ppm，或小于5000ppm，或小于20000ppm的呈干固体状的碱金属。

199、在一个实施方式中，水性进料溶液中阴离子物种杂质(诸如f-和cl-，但尤其不包括上述氧化物、氢氧化物、硫酸盐或碳酸盐)(或至少一种阴离子物种杂质)的浓度小于或等于100,000ppm、或小于或等于80,000ppm、或小于或等于60,000ppm、或小于或等于50,000ppm、或小于或等于40,000ppm、或小于或等于30,000ppm或小于或等于20,000ppm、或小于或等于10,000ppm、或小于或等于5,000ppm、或小于或等于4,000ppm，尤其小于或等于3,000ppm、或小于或等于2,500ppm或小于或等于2,000ppm。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与阴离子物种杂质(或至少一种阴离子物种杂质)的摩尔比可大于约1:10、或大于约1:5、或大于约1:1、或大于约5:1、或大于约10:1、或大于约20:1、或大于约50:1、或大于约80:1、或大于约100:1、或大于约120:1、或大于约150:1、或大于约180:1或大于约200:1。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与阴离子物种杂质(或至少一种阴离子物种杂质)的摩尔比可小于约5:1、或小于约10:1、或小于约20:1、或小于约50:1、或小于约80:1、或小于约100:1、或小于约120:1、或小于约150:1、或小于约180:1或小于约200:1。

200、在一个实施方式中，存在于水性进料溶液中导致共沉淀物的阴离子物种的百分比小于100％、或小于99％、或小于90％、或小于50％、或小于20％或小于1％。

201、在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于10ppm，或小于250ppm，或小于500ppm，或小于1000ppm或小于2000ppm，或小于5000ppm，或小于20000ppm的呈干固体状的阴离子(不包括氢氧根、氧根、碳酸根或碳酸氢根阴离子)。

202、不希望受理论所束缚，本发明人相信，由于诸如液体夹带和原子取代的现象，一些阴离子(特别是f-、po43-、cl-、so42-和no3-)可在进行物理分离之后自身存在于共沉淀物中或上清液中。本发明人已有利地发现可使用特定方法很大程度上控制这些阴离子杂质。此类阴离子可通过洗涤或再浆化共沉淀物至所需程度或通过与洗涤或再浆化溶液反应来去除。

203、在另一个实施方式中，水性进料溶液中碱土金属杂质(诸如ca和mg)(或至少一种碱土金属杂质)的浓度小于900,000ppm、或小于700,000ppm、或小于500,000ppm、或小于200,000ppm、或小于100,000ppm、或小于50,000ppm、或小于40,000ppm、或小于30,000ppm、或小于20,000ppm、或小于10,000ppm、或小于5,000ppm、或小于1,000ppm、或小于800ppm、或小于600ppm、或小于500ppm、或小于400ppm、或小于300ppm、或小于250ppm或小于200ppm、或小于150ppm、或小于100ppm、或小于50ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于1ppm、或小于100ppb、或小于10ppb。在又一个实施方式中，水性进料溶液中碱土金属杂质(诸如ca和mg)(或至少一种碱土金属杂质)的浓度大于900,000ppm、或大于700,000ppm、或大于500,000ppm、或大于200,000ppm、或大于100,000ppm、或大于50,000ppm、或大于40,000ppm、或大于30,000ppm、或大于20,000ppm、或大于10,000ppm、或大于5,000ppm、或大于1,000ppm、或大于800ppm、或大于600ppm、或大于500ppm、或大于400ppm、或大于300ppm、或大于250ppm或大于200ppm、或大于150ppm、或大于100ppm、或大于50ppm、或大于20ppm、或大于10ppm、或大于5ppm、或大于1ppm、或大于100ppb、或大于10ppb。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与碱土金属杂质(或至少一种碱土金属杂质)的摩尔比大于约1:50、或大于约1:20、或大于约1:10、或大于约1:1、或大于约10:1、或大于约50:1、或大于约100:1、或大于约200:1、或500:1、或大于约1000:1、或大于约1500:1、或大于约2000:1、或大于约5,000:1或大于约10,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与碱土金属杂质(或至少一种碱土金属杂质)的摩尔比为约300,000,000:1至约1:10；或大于约1:10，或大于约1:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属与碱土金属杂质(或至少一种碱土金属杂质)的摩尔比小于1:50、或小于1:20、或小于1:10、或小于1:5或小于1:1、或小于约5:1、或小于约10:1、或小于约20:1、或小于约50:1、或小于约80:1、或小于约100:1、或小于约120:1、或小于约150:1、或小于约180:1、或小于约200:1、或小于约500:1、或小于约1000:1、或小于约2000:1、或小于约5000:1、或小于约10,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:碱土金属的比率(以重量计)小于10,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:钙的比率(以重量计)小于10,000:1。在另一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:镁的比率(以重量计)小于10,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:除镍、钴、锰和碱土金属和/或碱金属以外的金属的比率(以重量计)小于6,000:1。

204、在一个实施方式中，存在于水性进料溶液中的据报导会在共沉淀物中的碱土金属物种的百分比小于100％、或小于99％、或小于90％、或小于70％、或小于50％、或小于10％、或小于1％、或小于0.5％、或小于0.1％。

205、在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于10ppm，或小于250ppm，或小于500ppm，或小于1000ppm或小于2000ppm，或小于5000ppm，或小于10000ppm的呈干固体状的碱土金属。

206、在另一个实施方式中，水性进料溶液中金属及类金属杂质(或至少一种金属或类金属杂质)的浓度小于250ppm，尤其小于50ppm。在另一个实施方式中，水性进料溶液中金属及类金属杂质(或至少一种金属或类金属杂质)的浓度大于1ppb，尤其大于100ppb，或大于1mg/l，或大于5mg/l，或大于10mg/l或大于20mg/l或大于50mg/l。示例性金属及类金属杂质可尤其选自由以下组成的组：铁、铝、铜、锌、镉、铬、硅、铅、锆、钪及钛。在一个实施方式中，至少两种金属与金属及类金属杂质(或至少一种金属或类金属杂质)的摩尔比小于50:1、或小于100:1、或小于500:1、或小于1,000:1、或小于5,000:1、或小于10,000:1、或小于20,000:1、或小于40,000:1、或小于60,000:1、或小于80,000:1、或小于100,000:1、或小于500,000:1。在一个实施方式中，至少两种金属与fe杂质的摩尔比为约300,000,000:1至约10,000:1；或大于约10,000:1，或大于12,000:1。在一个实施方式中，至少两种金属与fe杂质的摩尔比小于10,000:1，或小于20,000:1，或小于100,000:1，或小于500,000:1，或小于1,000,000:1。在一个实施方式中，至少两种金属与al杂质的摩尔比为约300,000,000:1至约10,000:1；或大于约10,000:1，或大于12,000:1。在一个实施方式中，至少两种金属与al杂质的摩尔比小于10,000:1，或小于20,000:1或小于100,000:1。

207、在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:铁的比率(以重量计)小于16,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:铜的比率(以重量计)小于6,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:铝的比率(以重量计)小于10,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:铌的比率(以重量计)小于500,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:钨的比率(以重量计)小于500,000:1。在一个实施方式中，水性进料溶液中至少两种金属:锆的比率(以重量计)小于500,000:1。

208、在一个实施方式中，存在于水性进料溶液中导致共沉淀物的金属及类金属物种的百分比小于90％，或小于10％或小于1％。

209、在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于10ppm，或小于250ppm、或小于500ppm、或小于1000ppm、或小于2000ppm、或小于5000ppm、或小于10,000ppm的呈干固体状的金属及类金属物种。

210、然而，本发明人已发现，上述规格在一些情况下可能有些任意。举例而言，最终共沉淀物中多达500或1000ppm的ca及mg似乎对电池材料性能没有显著影响。因此，很可能这些元素的较低比率可为可接受的。认为至少两种金属:ca的至多1000:1的钙水平可存在于共沉淀物中而无不利影响。

211、如本文中其他处所阐述，当使用本发明的方法产生最终共沉淀物时，有可能很大程度上避免许多这些元素的沉淀，而对于其他元素，一定程度的共沉淀相对不可避免。然而，在后一情况下，杂质的共沉淀可能对最终共沉淀物的性能具有极小影响，或当用于电池材料中时提供可接受的最终共沉淀物性能。

212、使用mg作为实例，有可能以100％，接近100％，小于100％，小于50％，低至实质上小于10％达成mg共沉淀。若假定自溶液沉淀1％ mg，和ni、co及mn沉淀，则进料溶液中10:1的至少两种金属:mg的比率将使得能够实现共沉淀物中至少两种金属:mg的1000:1的比率。

213、本发明人已发现，即使较少mg共沉淀亦为可能的且已证明含有1:17的两种金属:mg的进料溶液可用于产生可接受的共沉淀物。因此，具有至多1:10或甚至1:50的至少两种金属:mg的进料溶液可以提供具有期望mg比率的可接受的共沉淀物。具有至多1:1或甚至1:10的至少两种金属:mg的进料溶液亦可提供可接受之共沉淀物。对于ca的类似比率亦为可能可达成的。

214、对于诸如fe的其他元素，共沉淀可为100％、接近100％或小于100％。在100％ fe共沉淀及100％至少两种金属沉淀的情况下，为达成初始共沉淀物中12,000:1的至少两种金属:fe的比率(其大致等同于最终共沉淀物中的50ppm浓度目标)，12000:1的溶液中至少两种金属:fe的比率将为上限。在此情况下，该方法仍可允许处理此水性进料溶液以产生共沉淀物。然而，若进行小于100％ fe共沉淀，则水性进料溶液中至少两种金属:fe的比率可低于12,000:1且可在共沉淀物中达成小于50ppm的fe。亦有可能在最终共沉淀物中可容许超过50ppm fe或其他元素，而对电池材料性能无显著影响。

215、相反，非常不可能容易地获得没有杂质的进料溶液或将其用于本发明中。存在的各杂质或组合杂质的实际最小值可为约2ppb，或约3、5、10、50、100、200或500ppb，或约1、2、5、10、50、100、200、500、1000、2000、5000或10000ppm。

216、在一个实施方式中，共沉淀物中至少一种杂质相对于至少两种金属的量小于水性进料溶液中至少一种杂质相对于至少两种金属的量。在一个实施方式中，共沉淀物包含水性进料溶液中小于100％的至少一种杂质，尤其是水性进料溶液中小于90％、或80％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％、或20％、或10％的至少一种杂质。在一个实施方式中，共沉淀物包含水性进料溶液中小于100％的碱金属及阴离子，尤其是水性进料溶液中小于90％、或80％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％、或20％、或10％的碱金属及阴离子。在一个实施方式中，共沉淀物包含水性进料溶液中小于100％的碱土金属，尤其是水性进料溶液中小于90％、或80％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％、或20％、或10％的碱土金属。在一个实施方式中，共沉淀物包含水性进料溶液中小于100％的碱金属及离子物种；且上清液包含水性进料溶液中至少0.1％的碱土金属、小于100％的碱金属及离子物种及小于100％的除碱金属及碱土金属以外的金属。

217、在一个实施方式中，至少1％且至多100％的镍、钴和/或锰来自于不纯进料源(其中镍、钴和/或锰:杂质的比率小于0.01:1、小于0.1:1、小于1:1、小于10:1、小于100:1、小于500:1、小于1000:1、小于5000:1、小于10,000:1、小于50,000:1、小于200,00:1或小于500,000:1。

218、本发明人已有利地发现，通过加工不纯溶液，可在最终产物中控制有益杂质的水平。在现有技术方法中，此类有益杂质(诸如mg或al)可作为掺杂剂分别添加。本发明的方法可允许避免此成本，同时仍产生可接受的共沉淀物。这允许各种各样的进料用于这些方法中。这在以下情况下亦为尤其重要的：在一些含有亦可用作掺杂剂(例如，铝和镁)的杂质的特定进料的情况下；或在再循环电池进料用作这些可含有亦可用作掺杂剂的杂质的再循环材料，且使用所描述的方法可允许存在于该进料中的这些杂质以使得它们以期望浓度归于上清液和共沉淀物中的方式而被控制的情况下。在所有这些情况下，合乎需要的掺杂剂元素的实质性部分可来自于包含至少一种金属及至少一种杂质的进料。

219、如先前所论述，典型的先前过程以特定比率及纯度将高纯度的单独硫酸镍、硫酸钴及硫酸锰盐进料溶解于溶液中，且随后对该溶液进行共沉淀。在此类过程中，此类盐进料可具有例如5ppm或更少的杂质。使用六水硫酸镍盐制备nmc材料所需的两种规格的实例如下表所示。鉴于用于生产nmc材料的这些盐的极低杂质允许浓度，用于nmc沉淀的溶液具有同样低的nmc:杂质比率，如第二张表中指示。由于本发明能够由含有较多杂质的材料生产nmc材料而无需在nmc生产之前进行从溶液中去除所述杂质的昂贵步骤，故避免了将进料纯化至此极低杂质浓度的成本为本发明的一个主要优势。

220、

221、

222、

223、在一些现有技术文件中，用于制备nmc共沉淀溶液的进料为nmc类材料或先前已用作或可能已用作电池正极的材料，其可含有一些杂质元素以及含有ni、co及mn元素中的至少一种。在此类情况下，原料中可存在极少(若存在)杂质，或进料中存在的杂质的浓度如此低使得该材料将等同于标准高纯化进料。在此类情况下，共沉淀可在非选择性条件下进行。

224、用于该方法中的进料(或步骤a中的进料混合物)可包括包含杂质的再循环材料、矿产物、中间矿产物和/或nmc盐。

225、环材料可包括但不限于废锂离子电池(黑色块状物)及包含镍、钴的/或锰的用过的催化剂。再循环材料可包含co/mn/ni中的至少一种以及至少一种杂质。许多现有技术方法没有考虑杂质的存在，诸如以下的黑色块状物：zn、cr、w、p、ti、s、pb、k、mo、nb、ba、cd、v、rb、y、zr、pt、sb、sc、si和/或sn。此类杂质可基本上或完全地自通过本技术的方法形成的共沉淀物中去除。在一些情况下，在一些再循环材料中，一些杂质元素经由污染存在或经由初始锂离子电池组成的变化而存在。

226、可浸出包含镍、钴及锰中的一种或多种的矿和矿中间产物以制备适用于共沉淀的水性进料溶液。此类进料可固有地含有杂质，且可包含红土及硫化物(及其浮选精矿)以及更多经加工的进料，诸如mhp及msp。据本发明人所知，在现有技术中尚未考虑由包含此类矿和矿中间产物中存在的类型和浓度的杂质的此类进料生产共沉淀物。

227、包含杂质的nmc盐可为例如纯co及mn盐与ni盐的组合，含有至少一种杂质或其他纯盐及不纯的盐的组合。

228、在一个实施方式中，步骤(ii)可包括以下步骤：在较低ph下进行共沉淀，改变碱投配方法，改变碱类型，添加沉淀剂或调节至少两种金属在水性进料溶液中的浓度。此类步骤可帮助控制共沉淀的选择性。举例而言，由于形成稳定的caco3，碳酸盐碱(诸如碳酸钠)可能较不适用于包含高浓度ca的水性进料溶液。在此情况下，氢氧化物碱可提高选择性。碱投配的方法可包括连续、半连续、半分批或分批投配，或其组合。本发明的方法亦可有助于控制共沉淀物的物理特性。此类物理特性可包含粒度、体积密度、振实密度、形态、形状及结晶度。

229、在一个实施方式中，共沉淀步骤(步骤(ii))可包含将沉淀剂添加至进料溶液。沉淀剂可为氧化剂、碱或有机阴离子化合物。氧化剂及还原剂可如在本说明书中其他地方所定义。有机阴离子化合物可包含草酸盐。可以一定化学计量将沉淀剂添加至至少两种金属(例如至少1当量、1.5当量、2当量、2.5当量或3当量的沉淀剂)。可以一定亚化学计量将沉淀剂添加至至少两种金属(例如小于1、0.9、0.8、0.7或0.6当量的沉淀剂)。使用亚化学计量的沉淀剂可能导致从进料溶液回收小于100％的至少两种金属。

230、在共沉淀步骤(步骤(ii))之后，该方法可另外包括与锂混合。其可包括煅烧。这些步骤可产生正极活性材料(cam)。

231、亦可通过向进料溶液中添加氧化剂来控制氧化(其可包括控制或添加呈气态形式的氧化剂)以便在步骤(ii)之前引起mn、co和ni中的一种或多种的氧化，以调节这些元素在固体中的一比率或达成这些元素在固体中的之某一比率，且允许在共沉淀步骤期间这些元素比杂质元素多的选择性。

232、在已形成共沉淀物后，其可通过任何适合手段分开以便使其分离。这些手段包括沉降、离心、过滤、倾析及这些的任何组合。该方法可包括倾析和/或过滤以便分离共沉淀物。随后可洗涤经分离的共沉淀物。其可用适合的洗剂来洗涤以去除任何不想要的杂质。适合的洗剂为碱性、水、酸或氨洗剂。碱性洗剂的ph可大于约9或大于约10、11或12。

233、任选地在洗涤之后可在共沉淀物中补充锂。因此，该方法可包括将锂添加至共沉淀物。锂可呈例如氢氧化锂或碳酸锂的形式。此可呈以物理方式将共沉淀物与锂混合的形式。锂可以大于约1:1的与ni、co和mn的总和的摩尔比添加。

234、可干燥共沉淀物。其可在任何合适的温度下干燥，例如约80℃至约150℃，或约80℃至100℃、100℃至150℃、100℃至130℃、130℃至150℃或90℃至120℃，例如约80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。其可通过使空气或某一其他气体在指定温度穿过共沉淀物来进行，或其可包括使共沉淀物在该温度静置。干燥时间可足以达到以重量计小于约10％，或小于约5％、2％、1％、0.5％、0.2％或0.1％的水分含量。其可持续至少约5小时，或至少约6、7、8、9或10小时，或约5至约20小时，或约5至15、5至10、10至15、15至20或7至12小时，例如约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15小时。

235、在一个实施方式中，可重复第一方面的方法的步骤(i)及(ii)。即，该方法可包括：

236、(i)提供包含所述至少一种金属(或至少两种金属)及至少一种杂质的水性进料溶液；及

237、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便提供：(a)包含所述至少一种金属(或至少两种金属)的共沉淀物；及(b)包含所述至少一种杂质的上清液；

238、(iii)将该共沉淀物与该上清液分离；

239、(iv)将该共沉淀物溶解于溶液中，以提供其中至少一种金属(或至少两种金属)至少部分地溶解的溶液；及

240、(v)将步骤(iv)的溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便提供：(a)包含所述至少一种金属(或至少两种金属)、至少两种金属的共沉淀物；及(b)包含所述至少一种杂质的上清液。

241、在一个实施方式中，步骤(iv)可包括含将共沉淀物溶解于酸性溶液中。步骤(v)的特征可如上文针对步骤(ii)所描述。此方法可有利地准许杂质更容易分离。例如，步骤(v)中的溶液的ph可高于步骤(ii)的溶液的ph。

242、在一个实施方式中，该方法进一步包括使用共沉淀物生产锂离子电池的步骤。

243、根据本发明的第二方面，提供一种产生包含至少一种选自镍、钴和锰的金属的沉淀物的方法，该方法包括：

244、(i)提供包含所述至少一种金属的水性进料溶液；及

245、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便自进料溶液沉淀所述至少一种金属。

246、水性进料可包含至少一种杂质。因此，调节进料溶液的ph的步骤可提供包含所述至少一种杂质的上清液。因此，在第二方面的一个实施方式中，提供一种产生沉淀物的方法，其中该沉淀物包含至少一种选自镍、钴和锰的金属，该方法包括：

247、(i)提供包含所述至少一种金属及至少一种杂质的水性进料溶液；及

248、(ii)将进料溶液的ph调节至约6.2至约11，任选地约6.2至约10或约6.2至约9.2，以便提供：(a)包含所述至少一种金属的沉淀物；及(b)包含所述至少一种杂质之上清液。

249、第二方面的特征可如上文针对第一方面所描述。在上下文准许之情况下，对第一方面中“至少两种金属”的提及可用于对第二方面中“至少一种金属”的提及。类似地，当上下文准许时，对第一方面中“共沉淀物”的提及可用于对第二方面中“沉淀物”的提及。

250、在第三方面中，提供了一种包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的共沉淀物(或沉淀物)，所述共沉淀物(或沉淀物)通过第一或第二方面的方法产生。

251、本发明涉及包含镍、锰和/或钴的共沉淀物的形成，其适合用作用于生产锂离子电池的前驱体材料。含有一些水平的杂质的含ni、co和/或mn材料的混合物可例如使用本技术中所描述的过程至少部分选择性地溶解。必要时，所得溶液可经处理以去除一些杂质且可与足量的一种或多种其他含ni和/或co和/或mn的溶液混合以达成期望的ni:mn:co比率。接着可在任何残留杂质的存在下在该溶液中选择性地形成共沉淀物，使得经过滤、洗涤和清洁的产物就杂质而言是适当纯净的且具有适当特性，使得在进一步加工之后，可达成作为电池材料的足够性能。

252、在一个实施方式中，共沉淀物具有或包含小于约1000ppm铁，或小于500ppm铁，或小于200ppm铁，或小于100ppm铁，或小于50ppm铁，或小于约40ppm铁，或小于约20ppm铁，或小于约10ppm铁，或小于约5ppm铁，或小于约2.5ppm铁，或小于约1ppm铁。在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于50,000ppm或小于20,000ppm、小于10,000ppm、小于5,000ppm、小于2,000ppm、小于1,000ppm、小于500ppm、小于100ppm、小于50ppm、小于20ppm、小于10ppm或小于5ppm镁。在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于50,000ppm或小于20,000ppm、小于10,000ppm、小于5,000ppm、小于2,000ppm、小于1,000ppm、小于500ppm、小于100ppm、小于50ppm、小于20ppm、小于10ppm或小于5ppm钙。在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于50,000ppm或小于20,000ppm、小于10,000ppm、小于5,000ppm、小于2,000ppm、小于1,000ppm、小于500ppm、小于100ppm、小于50ppm、小于20ppm、小于10ppm或小于5ppm碱土金属。在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于2,000ppm、小于1,500ppm、小于1,000ppm、小于500ppm、小于200ppm、小于100ppm、小于50ppm、小于20ppm、小于10ppm或小于5ppm碱金属。在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于2,000ppm、小于1,500ppm、小于1,000ppm、小于500ppm、小于200ppm、小于100ppm、小于50ppm、小于20ppm、小于10ppm或小于5ppm的除碱金属和碱土金属以外的金属。在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于2,000ppm、小于1,500ppm、小于1,000ppm、小于500ppm、小于200ppm、小于100ppm、小于50ppm、小于20ppm、小于10ppm或小于5ppm类金属。在另一个实施方式中，共沉淀物包含小于10,000ppm、小于5,000ppm、小于3,000ppm、小于2,000ppm、小于1,500ppm、小于1,000ppm、小于500ppm、小于200ppm、小于100ppm、小于50ppm、小于20ppm、小于10ppm或小于5ppm的除氢氧化物或碳酸盐以外的阴离子物种。

253、在第四方面中，本发明提供了第三方面的共沉淀物用于生产锂离子电池的用途。

254、本发明的第三和第四方面的特征可如针对本发明的第一方面所描述。

255、根据本发明的第五方面，提供了一种产生包含至少两种选自镍、钴和锰的金属的浸出液的方法，该方法包含：

256、a.提供包含所述至少两种金属的进料混合物，所述进料混合物为氧化进料、还原进料或未氧化进料中的一种，其中：

257、氧化进料具有比呈小于2的氧化态更多的呈大于2的氧化态的至少两种金属；

258、还原进料具有比呈大于2的氧化态更多的呈小于2的氧化态的至少两种金属，或具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属及至少一些呈硫化物形式的至少两种金属；及

259、未氧化进料具有基本上全部的呈2的氧化态的至少两种金属，且基本上没有呈其硫化物形式的至少两种金属；

260、b.用水性溶液处理该进料混合物以形成包含所述至少两种金属的浸出液，其中该水性溶液的ph使得该浸出液的ph为约-1至约7(或约-1至约6；或约1至约7，或约1至约6)，且其中：

261、若该进料混合物为氧化进料，则该处理另外包括添加包含还原剂的试剂；及

262、若该进料混合物为还原进料，则该处理另外包括添加包含氧化剂的试剂；

263、由此该浸出液包含呈2的氧化态的至少两种金属。

264、本发明的第五方面的特征可如针对本发明的第一或第二方面所描述。

265、根据本发明的第六方面，提供一种产生包含选自镍、钴和锰的两种金属的浸出液的方法，该方法包括使包含至少两种金属的混合物与水性溶液在一定ph下接触，使得浸出液的ph为约1至约7(或约1至约6)，由此提供在溶液中包含所述至少两种金属的所述浸出液；其中该进料混合物中所述至少两种金属的至少一部分具有2的氧化态。

266、第六方面的方法可包括用还原剂处理混合物的步骤。在一个实施方式中，镍、钴和/或锰的至少一部分可呈氧化态，且该处理可还原至少部分的氧化的镍、钴和/或锰。应注意，此实施方式类似于本发明的第五方面。在一个实施方式中，第六方面的方法可包括自浸出液去除一种或多种杂质的步骤。

267、本发明的第六方面的特征可如针对本发明的第五方面所描述。

268、在第七方面中，本发明提供包含至少两种金属，任选地全部三种金属的浸出液，所述金属选自镍、钴和锰，所述浸出液通过第五方面的方法产生。

269、在第八方面中，本发明提供包含至少两种金属，任选地全部三种金属的浸出液，所述金属选自镍、钴和锰，所述浸出液通过第六方面的方法产生。

270、本文所描述的任何特征可与在本发明范围内的本文所描述的其他特征中的任一者或多者以任何组合形式进行组合。

271、在一个实施方式中，本发明涉及特定金属的溶解，特别是镍、钴和锰中的两者或三者的溶解。溶解可以至少部分选择性的方式进行。这利用对最终ph(约1至约7或约1至约6)的控制及对氧化反应及还原反应的控制以达到保持ni+mn、ni+co或mn+co或实际上ni+mn+co以及最少杂质溶解和/或ni、co或mn的最小损失之目的，且可产生具有用于沉淀电池前驱体材料的大致恰当比率的溶液。该过程可随后自所得溶液去除和/或分离一些杂质，使得所得溶液可用于生产电池前驱体材料。视初始固体材料而定，这可能需要使用还原剂、氧化剂、两者或两者都不使用。材料无需一定包括所有ni mn和co，亦无需包括所有ni、mn和co用于最终产物。此过程旨在产生用于产生前驱体材料的溶液。

272、该方法的一个方面为通过浸出和杂质去除或分离步骤使大部分所选金属保持在一起，使得可调节所得浸出液中ni:mn:co的比率且该比率可用于nmc类型材料的沉淀。

273、在一实施方式中用于本过程的进料混合物可包括来自sal过程的残余物、来自该过程的产物、来自电池的材料、其他氧化物材料(诸如氧化镍矿)、中间镍产物如mhp(混合氢氧化物沉淀物)、mcp(混合碳酸盐沉淀物)或msp(混合硫化物沉淀物)、其他硫化物材料(诸如硫化镍矿、硫化镍精矿或硫化镍冰铜)或金属材料，只要这些材料含有显著量的ni、co和mn中的至少两者。

274、这些材料通常可通过含有的ni、co和mn的氧化态来分类。镍和钴通常以可被称为ni(0)或co(0)的金属形式存在。这些可被氧化成离子形式ni(ii)或ni(iii)以及co(ii)或co(iii)。mn可以mn(0)、mn(ii)、mn(iii)、mn(iv)及mn(vii)形式存在。这些元素的其他氧化态可存在但较不常见。为了以相对选择性方式溶解这些金属，本发明人已发现，将元素的氧化态改变为(ii)态是方便的。因此，考虑将任何ni、co和mn的价态高于(ii)的材料氧化为所需的(ii)形式，且考虑将任何氧化态低于(ii)的材料还原为所需的(ii)形式。获得呈(ii)价态的这些元素的原因为，在该形式下，全部三种这些金属可显著溶于ph约1至至多约ph 6或7的硫酸、硝酸或盐酸的酸性溶液中。相比较地，在mn的情况下，(iii)或(iv)仅显著溶于低于约ph 3的这些酸性溶液中。因此，获得呈(ii)价态的元素使其在较低酸性条件下溶解。这提供对多种杂质的选择性。

275、来自sal过程的残余物中的大部分ni为ni(ii)，大部分co为co(iii)或混合的co(ii)/co(iii)形式的固体，且大部分mn为mn(iii)或mn(iv)。此可被归类为氧化进料。电池正极材料中的大部分ni为ni(iii)，大部分co为co(iii)且大部分mn为mn(iii)及mn(iv)。此可被归类为氧化进料。氧化镍矿中的ni可为ni(ii)或ni(iii)，co可为co(ii)或co(iii)且mn可为mn(ii)、mn(iii)及mn(iv)。这些可被归类为氧化进料。mhp及mcp中间物中的大部分ni为ni(ii)，大部分co为co(ii)且大部分mn为mn(ii)。这些进料将被归类为未氧化进料。

276、msp及其他硫化物材料中的大部分ni为ni(ii)，co为co(ii)。通常存在极少与硫化物相关的mn。这些硫化物材料中的ni和co与硫结合，因此为了使它们溶解，不必氧化或还原ni或co，但有必要氧化硫以允许ni及co自硫化物形式释放出来。因此，硫化物源将被归类为还原进料。

277、金属形式将中的大部分ni为ni(0)，大部分co为co(0)且大部分mn为mn(0)，但可能存在少量的呈亦与金属相关的(ii)态的这些元素的氧化物形式。因此，这些将被归类为还原进料。

278、通常来说，氧化进料将需要通过适当的还原剂还原以使其能够溶解且形成浸出液。未氧化进料将不需要显著的还原剂或氧化剂以使ni、co和/或mn溶解以便形成浸出液。还原进料将需要通过适当的氧化剂氧化以允许它们溶解以便形成浸出液。

279、在一个实施方式中，本发明方法的一个特征为在氧化进料中，氧化镍通常为第一个要还原的元素，接着为氧化钴，且随后是氧化锰。这三个元素可还原至所需的+2氧化态，且因此以控制促成浸出液的各元素的量的方式溶解。对还原剂的选择或甚至还原剂随后氧化剂的使用亦可控制这些金属的溶解程度。

280、此外，此行为允许在还原剂将与大量的可消耗还原剂和/或通过还原反应溶解的其他元素反应之前还原及溶解大量的ni/co/mn金属。fe为与ni及co具有类似行为的元素的实例。也就是说，fe可以fe(ii)及fe(iii)价态存在，其中fe(ii)可显著溶于低于约ph 7的酸中而fe(iii)仅在低于约ph 3下显著可溶。然而，通过谨慎控制试剂添加速率、添加量、试剂选择、温度及其他参数来控制还原可用于停止fe(iii)至fe(ii)的还原或使其降至最低，直至ni、co及mn的大部分已反应至其(ii)形式之后。替代地，还原之后可添加氧化剂，该氧化剂将与fe(ii)而非ni(ii)co(ii)或mn(ii)反应，或在与ni(ii)co(ii)及/或mn(ii)反应之前至少与fe(ii)反应，使fe(ii)氧化回fe(iii)且恢复至固相。因此，可达成ni/co/mn在含ni/co/mn的材料中远离fe的选择性溶解。选择性溶解步骤之后可为固体/液体分离步骤，例如倾析、离心、沉降及/或过滤。

281、该控制还原及氧化的方法亦可应用诸如ni、co及mn的硫化物及金属源的还原材料。硫化物材料可与氧化剂反应以使得硫化物部分氧化且使ni、co和mn溶解。可控制氧化剂及溶解度，使得材料的ni、co和mn部分在材料的其他杂质部分被氧化和/或溶解之前显著氧化和溶解，由此产生含有ni、co和mn的相对干净的溶液。材料或溶液亦可被进一步氧化以在大量的mn、co或ni被氧化及沉淀之前使诸如fe的任何杂质元素被氧化及沉淀。

282、类似地，金属可与氧化剂(例如如上文所描述的)反应以使得所含有的ni/co/mn部分氧化至其(ii)价态且溶解，通过控制氧化程度避免在ni、co及或mn金属之后氧化的任何其他金属材料(诸如贵金属及铂族金属或甚至更贵重金属(包括铜、铅及锡))溶解。可使用进一步氧化以使诸如fe的杂质金属氧化及沉淀，或甚至氧化及沉淀mn以允许控制溶液中ni:co:mn的比率。

283、通常与这些材料相关的主要浸出杂质为碱金属元素(主要考虑因素为li、na、k)、碱土金属元素(主要考虑因素为mg、ca)、过渡金属(主要考虑因素为sc、ti、v、cr、fe、cu、zn、cd)、其他金属(主要考虑因素为al、sn、pb)及类金属(主要考虑因素为si、as、sb)。

284、诸如li(i)、na(i)及k(i)的金属高度可溶于酸性溶液中且不显示稳定或氧化沉淀行为，且因此将通常在用于本文所述的过程中的浸出条件下溶解。mg(ii)显示类似的行为。ca(ii)一般也是可溶的，然而在硫酸中，其将因各种硫酸钙化合物的溶解度而限于相对较低浓度。一般而言，这些元素并非主要关注点，因为它们可溶于具有至多高于大约8或9的ph的溶液中，且因此它们将不污染电池前驱体产物，因为它们在用于回收ni、co和/或mn的任何后续沉淀过程期间将保留在溶液中。

285、对于其他显著的杂质元素，可通过上文所论述的氧化及还原及ph特性来控制fe溶解。sc(iii)、ti(iv)、v(v)、cr(iii)、al(iii)、sn(iv)、as(iii)、sb(iii)及cu(ii)、zn(ii)和cd(ii)在一定程度上的溶解可通过浸出ph控制，因为这些元素在较低ph值下显著可溶且在ph约1-7或1-6的范围内的较高ph值下不显著可溶。pb(ii)通常亦为可溶的，然而在硫酸中将受各种硫酸铅化合物的溶解度限制。si一般在约1-7或1-6的ph范围内不显著可溶。

286、cr、sn、as和sb可皆采用影响其溶解度的其他氧化态。通常，这些元素的较高氧化态为更可溶的，因此可控制它们的氧化或还原以便达成所提及的氧化态，这继而将达成ni/co/mn相对于这些元素的所需选择性。

287、如上文所论述，本文一个实施方式中所述的过程的目标为通过控制氧化和还原反应及溶液ph以获得具有最少的杂质的溶液中的ni、co和/或mn。

288、可进行后续杂质去除步骤，诸如ph调节、离子交换、溶剂萃取、沉淀及/或胶结反应，以便自该溶液中去除及/或分离其他杂质。举例而言，cu、zn及cd可通过各种离子交换或溶剂萃取过程自溶液中去除。替代地或另外地，ni、co和mn中的任两者或全部可通过藉由离子交换或溶剂萃取与浸出液中的杂质分离，使得它们一起保留。

289、可调节用于浸出制程中的不同材料的比率以便在最终浸出液中靶向ni:co:mn的期望比率。

290、亦可在任何杂质去除步骤之前或之后向浸出液中添加额外的ni或co或mn以便视需要调节ni:co:mn的比率。

291、在一个实施方式中，最终目标可为具有期望ni:co:mn比率以及足够纯度的溶液，使得可由该溶液产生电池正极前驱体材料。

292、应注意，术语nmc指任何含有ni、co和mn的材料，其可用作电池中的活性材料。