一种钴酸锂正极材料及其再生修复方法、用途技术

本发明专利技术公开了一种钴酸锂正极材料及其再生修复方法、用途，其中，一种钴酸锂正极材料的再生修复方包括以下步骤：A、将废弃锂电池进行拆解，获得正极片；B、在真空环境下对正极片进行煅烧，在煅烧过程中抽出真空环境内产生的废气并用碱液进行吸收；C、将煅烧后的正极片进行粉碎和三级筛分，获得300目以上的第三物料；D、在第三物料中添加锂源进行混合，获得混合料；E、将混合料进行二次煅烧，获得钴酸锂正极材料。本技术方案提出的一种钴酸锂正极材料及其再生修复方法、用途，能有效降低钴酸锂正极材料再生修复过程中废水和废气的排放，解决现有废弃锂电池正极材料的回收过程中造成的成本过高的技术问题。过高的技术问题。过高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钴酸锂正极材料及其再生修复方法、用途


[0001]本专利技术涉及锂电池回收
，尤其涉及一种钴酸锂正极材料及其再生修复方法、用途。

技术介绍

[0002]锂及锂化合物是重要的能源材料，广泛应用于储能电源和国防建设中。虽然报废的锂离子电池不含铅、镉、汞等重金属，对环境污染相对较小，但是含有钴、镍、锰、锂等有价金属和六氟磷酸锂等有毒有害物质，处置不当易造成严重的污染和资源浪费。废弃锂电池中的钴、锂、铜、金属外壳、镍片，含锂化合物和塑料隔膜等均是宝贵资源，具有极高的回收价值。因此，对废锂电池进行科学有效的处理，不仅具有显著的环境效益，而且具有良好的经济效益。
[0003]常用的废锂电池正极材料回收方法一般包括干法煅烧和湿法冶金。其中，干法煅烧指的是通过高温煅烧处理的方式来回收电极材料；湿法冶金指的是通过萃取剂提取正负极中重金属物质，再富集成盐类，最后重新通过共沉淀技术得到前驱体。
[0004]在现有的利用干法煅烧回收废弃锂电池正极材料时，由于在锂电池撕碎、破碎和分离过程中，六氟磷酸锂与空气中的水分发生分解反应，会产生有害气体危害环境与人身健康，因此，在利用干法煅烧回收废锂电池正极材料的过程中需要空气压缩机提供干燥除湿的空气进行煅烧，容易造成回收成本较高。另外，在锂电池回收过程中，一般会利用溶剂去除锂电池中的粘结剂，而该除杂方法会令锂电池回收过程中产生废水和废气，如废水和废气外漏，则会对土壤和地下水等造成污染，因此，现有回收过程中需要增加外设的排废处理系统对废水和废气进行处理，进一步提高了废弃锂电池正极材料的回收成本；进一步地，还有通过空气燃烧的方式去除锂电池中的粘结剂的除杂方式，同样地，为避免六氟磷酸锂与空气中的水分发生分解反应，会产生有害气体危害环境与人身健康，通过空气燃烧方式进行除杂处理中的空气同样需要进行干燥除湿处理，且必须利用高温燃烧才能达到理想的除杂效果，该方法容易产生较大的耗能，不利于提高再生修复的经济利益。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提出一种钴酸锂正极材料的再生修复方法，能有效降低钴酸锂正极材料再生修复过程中废水和废气的排放，解决现有废弃锂电池正极材料的回收过程中造成的成本过高的技术问题，有利于简化钴酸锂正极材料的再生修复过程和提升钴酸锂正极材料的纯度，以克服现有技术中的不足之处。
[0006]本专利技术的第二目的在于提出一种使用上述钴酸锂正极材料的再生修复方法制备的钴酸锂正极材料，其具有较高的纯度。
[0007]本专利技术的第三目的在于提出一种上述钴酸锂正极材料在制备低杂质锂电池中的用途，有利于制备杂质含量较低的锂电池。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种钴酸锂正极材料的再生修复方法，包括以下步骤：
[0010]A、将废弃锂电池进行放电处理，在惰性气体环境下进行拆解，获得正极片；
[0011]B、在真空度为
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0.1～
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1Mpa的真空环境下对正极片进行400～550℃的一次煅烧，在煅烧过程中抽出真空环境内产生的废气并用碱液进行吸收；
[0012]C、将煅烧后的正极片进行粉碎和三级筛分，获得50目以下的第一物料、50～300目的第二物料和300目以上的第三物料；
[0013]D、在第三物料中添加锂源进行混合，获得混合料；
[0014]E、将混合料进行二次煅烧，获得钴酸锂正极材料。
[0015]优选的，步骤B中，一次煅烧的煅烧时间为0.5～3h。
[0016]优选的，步骤D中，所述第三物料与所述锂源的摩尔比为(1～1.2)：1。
[0017]优选的，步骤D中，所述锂源为LiOH、Li2CO3、LiNO3和LiCOOCH3中任意一种或多种的组合。
[0018]优选的，步骤E中，二次煅烧的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间为4～12h。
[0019]优选的，步骤A中，放电后的废弃锂电池的电压≤2.8V。
[0020]一种钴酸锂正极材料，使用上述的钴酸锂正极材料的再生修复方法制备而成。
[0021]一种钴酸锂正极材料在制备低杂质锂电池中的用途，使用上述的钴酸锂正极材料。
[0022]本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0023]1、对废弃锂电池进行放电处理，能避免废弃锂电池在拆解时爆炸燃烧；在惰性气体环境下对废弃锂电池进行拆解，有利于防止电池中的六氟磷酸锂与空气中的水分发生分解反应，会产生有害气体危害环境与人身健康，方法简单，便于操作。
[0024]2、通过真空低温烧结的方式将正极片中的聚偏二氟乙烯和乙炔黑等杂质去除，有利于获得高纯度的失效钴酸锂正极材料。具体地，本技术方案通过真空低温烧结的方式进行除杂的方式具有以下优点：(1)相比起现有通过添加相关溶剂去除杂质的除杂方式，能有效降低钴酸锂正极材料再生修复过程中废水和废气的排放，体现环境友好性；(2)相比起现有通过空气燃烧方法去除杂质的除杂方式，不再需要空气压缩机提供干燥除湿的空气，达到节能效果，有利于简化再生工艺，且再生效果更好，再生产品纯度更高，具有非常高的社会经济价值；(3)相比起现有通过空气燃烧方法去除杂质的除杂方式，本技术方案的真空烧结所使用的温度更加低，钴酸锂正极材料的活性物质更容易与杂质分离，只要煅烧温度达到400～550℃即可使聚偏二氟乙烯和乙炔黑等杂质失效，能有效降低能耗，同时便于后续工艺的进行。
[0025]3、通过对煅烧后的正极片进行粉碎和三级筛分，有利于避免废弃锂电池中的铝集流体粉碎后通过铝杂质的形式引入钴酸锂正极材料中，更有利于提高再生产品的纯度。
[0026]4、通过添加锂源对失效钴酸锂进行高温煅烧补锂，能有效地将失效钴酸锂的锂含量、体相/表面的晶体结构以及电化学性能恢复至原始状态。
附图说明
[0027]图1是本专利技术一种钴酸锂正极材料的再生修复方法的实施例1中第三物料和钴酸锂正极材料的SEM照片。
[0028]图2是本专利技术一种钴酸锂正极材料的再生修复方法的实施例1中钴酸锂正极材料的X射线衍射图谱。
[0029]图3是本专利技术一种钴酸锂正极材料的再生修复方法的实施例1中第三物料和钴酸锂正极材料的0.1C充放电测试对比结果。
[0030]图4是本专利技术一种钴酸锂正极材料的再生修复方法的实施例1中第三物料和钴酸锂正极材料的放电倍率性能测试对比结果。
[0031]图5是本专利技术一种钴酸锂正极材料的再生修复方法的实施例1中第三物料和钴酸锂正极材料的充放电循环次数测试对比结果。
具体实施方式
[0032]一种钴酸锂正极材料的再生修复方法，包括以下步骤：
[0033]A、将废弃锂电池进行放电处理，在惰性气体环境下进行拆解，获得正极片；
[0034]B、在真空度为
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1Mpa的真空环境下对正极片进行400～550℃的一次煅烧，在煅烧过程中抽出真空环境内产生的废气并用碱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴酸锂正极材料的再生修复方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将废弃锂电池进行放电处理，在惰性气体环境下进行拆解，获得正极片；B、在真空度为
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1Mpa的真空环境下对正极片进行400～550℃的一次煅烧，在煅烧过程中抽出真空环境内产生的废气并用碱液进行吸收；C、将煅烧后的正极片进行粉碎和三级筛分，获得50目以下的第一物料、50～300目的第二物料和300目以上的第三物料；D、在第三物料中添加锂源进行混合，获得混合料；E、将混合料进行二次煅烧，获得钴酸锂正极材料。2.根据权利要求1所述的一种钴酸锂正极材料的再生修复方法，其特征在于，步骤B中，一次煅烧的煅烧时间为0.5～3h。3.根据权利要求1所述的一种钴酸锂正极材料的再生修复方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉振，曹元成，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：