锂离子电池中钴酸锂的回收、再生方法、用途及正极材料技术

锂离子电池中钴酸锂的回收、再生方法、用途及正极材料，回收方法是通过20目、120目、300目和800目对正极片粉碎后的颗粒进行筛分，并在筛分后根据不同粒径所占的百分比进行配料，对300目以下的物料和20目以下300目以上的物料分别进行热解PVDF处理，300目以下物料的热解温度为350

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池中钴酸锂的回收、再生方法、用途及正极材料


[0001]本专利技术涉及钴酸锂回收的
，尤其涉及一种锂离子电池中钴酸锂的回收、再生方法、用途及正极材料。

技术介绍

[0002]锂离子电池行业的迅猛发展导致对钴的需求也急剧攀升；同时，废弃电池中的钴对环境有一定的潜在危害。废弃锂离子电池回收再利用显得尤为重要。目前废旧锂离子电池回收技术包括火法、湿法和生物法。其中，火法就是通过煅烧来回收电极材料；湿法就是用萃取剂提取有价金属；生物法是利用一些能够氧化分解有价金属的微生物，使其中的有价金属元素释放出来，然后予以富集。另外，其中一种方法中，高温煅烧后将材料与集流体分离，酸浸泡含钴酸锂的粉料，通过萃取得到有价值元素，然后调整合适比例制成前驱体。这种方法的到的材料纯度比较高，但是破坏了钴酸锂原本的结构，工艺复杂，难以实现工业大规模生产。另一种直接极片破碎得到钴酸锂粉末，通过气流分级除杂后再生的工艺，该工艺能在很大程度上降低成本，工艺相对简单，但是除杂后的废弃溶剂难以处理，污染环境。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种锂离子电池中钴酸锂的回收方法，其将锂离子电池内的钴酸锂进行回收提纯，从废旧钴酸锂电池或钴酸锂正极边角料出发，除去了材料中的金属铝和碳杂质，利用这种方法得到的正极材料，几乎达到了新材料的标准，解决了现阶段废旧锂电池回收困难的问题。
[0004]本专利技术还提出一种锂离子电池中钴酸锂的再生方法，其将上述回收方法风选后的正极粉料进行补锂再生。
[0005]本专利技术还提出一种正极材料，其由上述的锂离子电池中钴酸锂的回收方法制备而成。
[0006]本专利技术还提出一种锂离子电池中回收的钴酸锂在制备低杂质的正极材料中的用途。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种锂离子电池中钴酸锂的回收方法，包括以下步骤：
[0009](1)将废旧的钴酸锂软包电池进行放电处理，然后进行拆解，分选出正极片；
[0010](2)在真空烘箱中，以70
‑
90℃的温度烘干正极片，将正极片粉碎至粉体；
[0011](3)对破碎后的粉体进行4级筛分，筛网目数及各筛网筛上物所占重量比例分别为：20目/15
‑
20％、120目/60
‑
65％、300目/10
‑
15％和800目/5
‑
10％；
[0012](4)对300目以下的物料和20目以下300目以上的物料分别进行热解PVDF处理，300目以下物料的热解温度为350
‑
450℃，20目以下300目以上的物料温度为500
‑
600℃，在空气氛围下烧结至少3h；
[0013](5)分别对步骤(4)所得物料进行多级筛分，除去铝箔颗粒；
[0014](6)300目的筛下物经风选后取得正极粉料。
[0015]优选地，所述步骤(6)中，风选压力小于等于2Mpa。
[0016]优选地，所述步骤(4)中，对300目以下的物料和20目以下300目以上的物料分别进行热解PVDF处理，300目以下物料的热解温度为400℃，20目以下300目以上的物料温度为550℃，在空气氛围下烧结至少3h。
[0017]优选地，所述步骤(3)中，对破碎后的粉体通过超声振动筛进行4级筛分。
[0018]优选地，所述步骤(1)中，将钴酸锂软包电池在有氩气保护下的手套箱中进行拆解，获取正极片。
[0019]优选地，所述步骤(1)中，放电下限低于2V。
[0020]一种锂离子电池中钴酸锂的再生方法，包括上述的锂离子电池中钴酸锂的回收方法；
[0021]所述步骤(6)中，将风选后的正极粉料进行补锂再生。
[0022]一种正极材料，由上述的锂离子电池中钴酸锂的回收方法制备而成。
[0023]一种锂离子电池中再生的钴酸锂在制备低杂质的正极材料中的用途，所述钴酸锂由上述的锂离子电池中钴酸锂的回收方法制备而成。
[0024]本专利技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0025]1、本专利技术提供了一种锂离子电池中钴酸锂的回收方法，其将锂离子电池内的钴酸锂进行回收提纯，从废旧钴酸锂电池或钴酸锂正极边角料出发，除去了材料中的金属铝和碳杂质，利用这种方法得到的正极材料，几乎达到了新材料的标准，解决了现阶段废旧锂电池回收困难的问题，且整个工艺回收正极材料纯度高，成本可控，具有实际的经济效益，适合大范围推广，以适应当下对环境保护的要求。
[0026]2、同时，本方案是通过热处理与风选结合的除碳方法，与现有浮选或磁选方法相比，本方案的除碳方法不引入液体废料；与燃烧法除碳相比，本方案的除碳方法能耗降低，二氧化碳排放量低，又避免了高温烧结过程中Li的损失，缓解了原有正极材料结构的不可逆变化。
[0027]3、本方案在不破坏正极材料原有结构的前提下，正极材料回收率不低于75％，杂质铝、铜等含量低于500ppm，碳含量低于0.1％，回收流程简单，对环境友好。
附图说明
[0028]图1是本方案获得正极粉料的其中一个电镜图。
[0029]图2是本方案获得正极材料的其中一个的XRD图谱。
[0030]图3是现有正极材料与通过本方案再生方法后制的正极材料之间的倍率性能对比图。
[0031]图4是对破碎后的粉体进行4级筛分示意图；
[0032]其中，图4a为20目筛上物；图4b为120目筛上物；图4c为300目筛上物；图4d为800目筛上物。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本方案的技术方案。
[0036]一种锂离子电池中钴酸锂的回收方法，包括以下步骤：
[0037](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池中钴酸锂的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将废旧的钴酸锂软包电池进行放电处理，然后进行拆解，分选出正极片；(2)在真空烘箱中，以70
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90℃的温度烘干正极片，将正极片粉碎至粉体；(3)对破碎后的粉体进行4级筛分，筛网目数及各筛网筛上物所占重量比例分别为：20目/15
‑
20％、120目/60
‑
65％、300目/10
‑
15％和800目/5
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10％；(4)对300目以下的物料和20目以下300目以上的物料分别进行热解PVDF处理，300目以下物料的热解温度为350
‑
450℃，20目以下300目以上的物料温度为500
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600℃，在空气氛围下烧结至少3h；(5)分别对步骤(4)所得物料进行多级筛分，除去铝箔颗粒；(6)300目的筛下物经风选后取得正极粉料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池中钴酸锂的回收方法，其特征在于，所述步骤(6)中，风选压力小于等于2Mpa。3.根据权利要求1所述的锂离子电池中钴酸锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹元成，赵玉振，李首顶，颜东，
申请(专利权)人：广东瑞科美电源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：