一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法技术

技术编号:21718117 阅读:86 留言:0更新日期:2019-07-27 21:01
本发明专利技术涉及一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法。该方法以废旧三元动力锂离子电池为原料,将回收后的废旧三元正极材料通过溶胶‑凝胶法补加锂、过渡金属元素及一定量的助熔剂,并结合高温烧结,使废旧动力锂离子电池中的三元正极材料结构和性能得到了修复。助熔剂的加入,能够降低反应物的熔点,能够使固相反应物更好的熔融和反应,同时得到产物粒径均匀;此外,选取的助熔剂是有利于改善三元材料性能的助熔剂,避免了三元材料进一步的掺杂和包覆,缩短了加工工艺,制备出具有优性能和三元正极材料。在工业化方面具有生产效率高,操作简单易行,节约成本等优点,同时保护了环境,得到再生产品,实现废旧动力电池材料资源化利用,具有较大的经济效益和社会效益。

A Recycling and Regeneration Method for Ternary Cathode Materials of Waste Power Lithium Ion Batteries

【技术实现步骤摘要】
一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法
本专利技术属于锂离子电池正极材料回收
,具体涉及一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收及再生方法。
技术介绍
目前我国新能源汽车上使用的动力电池主要分为两类:三元材料锂离子电池和磷酸铁锂锂离子电池,其中,三元材料锂离子电池的能量密度较高,已占据市场的主流。废弃三元材料锂离子电池中含有Li、Ni、Co、Mn、Cu、Al等多种有价金属,其含有的重金属、电解液都会对自然环境造成极大的破坏,而其含有的多种有价金属及非金属材料具有极大的回收价值和空间。面对巨大的废弃锂离子电池三元正极材料的回收市场,急需开发废弃动力锂离子电池三元材料的高效低成本回收技术,使得废弃三元材料锂离子电池中的有价金属及非金属材料得到有效利用,既避免资源浪费又保护了环境。目前主流的锂离子电池三元正极材料回收方法,主要采用采用酸碱溶解、萃取或沉淀回收有价金属的方法,如深圳市格林美高新技术股份有限公司申请保护的申请号为201110243034.X的“一种废旧动力电池三元系正极材料处理方法”以及四川天齐锂业股份有限公司申请保护的申请号为201610095291.6的“利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法,其特征在于,包括如下歩骤:(1)废弃动力锂离子电池正极极片的提取:将放电完全的废弃三元动力电池拆解去壳后,将正极极片、负极极片、隔膜分离从电芯中分离出来。将所述的正极极片粉碎、筛分后,得到三元正极材料、粘结剂、导电剂及少量铝粉的混合物A。(2)三元正极材料废料的提纯:把步骤(1)得到的混合物A,放置于高温焚烧炉中,在氧化气氛下进行焚烧处理,经过自然冷却、筛分后,得到三元正极材料与极少量铝的混合物B。将所述混合物B放置于浓度为4‑10mol/L的氢氧化钠溶液中,除去少量铝粉,经过清洗、离心、干燥、合批后,得到提纯的三元正极材料废料C。(3)三...

【技术特征摘要】
1.一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法,其特征在于,包括如下歩骤:(1)废弃动力锂离子电池正极极片的提取:将放电完全的废弃三元动力电池拆解去壳后,将正极极片、负极极片、隔膜分离从电芯中分离出来。将所述的正极极片粉碎、筛分后,得到三元正极材料、粘结剂、导电剂及少量铝粉的混合物A。(2)三元正极材料废料的提纯:把步骤(1)得到的混合物A,放置于高温焚烧炉中,在氧化气氛下进行焚烧处理,经过自然冷却、筛分后,得到三元正极材料与极少量铝的混合物B。将所述混合物B放置于浓度为4-10mol/L的氢氧化钠溶液中,除去少量铝粉,经过清洗、离心、干燥、合批后,得到提纯的三元正极材料废料C。(3)三元正极材料废料C主元素分析:分析测试步骤(3)得到的三元正极材料废料C中锂、镍、钴、锰的元素含量。(4)干燥凝胶制备:4a)称取一定量的步骤(2)提纯后的三元正极材料废料C及助熔剂;按照三元正极材料废料C质量的0.5-5wt%,称取相应量的助熔剂;4b)根据步骤(3)的测试结果,按照步骤(4a)中称取的三元材料废料C中镍、钴、锰含量的5-20%,称取相应量的乙酸镍、乙酸锰、乙酸钴;4c)根据步骤(4a)、步骤(4b)中的镍钴锰总摩尔数与锂的摩尔比为1:1.03的比例,扣除步骤(4a)元正极材料废料C中的锂后,再补充称取相应量的可溶性锂盐;4d)称取所述步骤(4b)、步骤(4c)中的乙酸镍、乙酸锰、乙酸钴、乙酸锂的总摩尔数的1.5-2倍量的柠檬酸;4e)将步骤(4b)、步骤(4c)、步骤(4d)称取的乙酸镍、乙酸锰、乙酸钴、乙酸锂以及柠檬酸、溶于水中并充分混合,形成墨绿色溶液,配制成金属离子总浓度为2-4mol/l的溶液;4f)在机械搅拌的条件下,向步骤(4e)所述墨绿色溶液加入步骤(4a)称取的三元材料废料C及助熔剂,并剧烈搅拌,调节成均匀的悬浊液,然后用氨水调节溶液的pH值至7-8,加热至60-100℃并不断蒸发水分,得到凝胶体D;4g)将步骤(4f)所述凝胶体D在80~150℃下真空旋转干燥6-10小时,得到干凝胶体E;(5)三元正极材料废料再生:将步骤(4g)得到的干凝胶体E分装入坩埚或匣钵中,然后转入高温烧结炉,以2-5℃/min的速率升温至...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯一涛谷丰宏闫东伟吴志坚位欢欢
申请(专利权)人:圣戈莱北京科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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