本发明专利技术公开了一种精准调控目标元素以修复废旧锂离子电池正极废料的再生方法，包括如下步骤：将废旧锂离子电池正极废料、锂添加剂、镍添加剂、钴添加剂、锰添加剂、铝添加剂、铁添加剂置于水溶液中，超声混合后进行高温固相合成处理，处理完毕实现修复再生。利用本发明专利技术修复再生方法得到的锂离子电池正极材料具有准确的元素比例和良好的结构稳定性，修复方法简单，对环境友好。将修复再生后的材料用作锂离子电池的正极材料，组装锂离子电池，表现出较好的循环稳定性，电池容量保持率高；本发明专利技术方法流程短，节约回收成本，易于实现工业化应用。易于实现工业化应用。
A regeneration method of simply and accurately regulating target elements to repair the cathode waste of waste lithium-ion batteries
【技术实现步骤摘要】
一种简单精准调控目标元素以修复废旧锂离子电池正极废料的再生方法
[0001]本专利技术涉及资源回收利用的化学化工领域，尤其涉及一种简单精准调控目标元素以修复废旧锂离子电池正极废料的再生方法。
技术介绍
[0002]锂离子电池作为一种高能量密度、绿色环保(不含铅、汞等重金属)的可充电电池，展现出作为电动汽车动力源和电网能量存储设备的巨大潜力。锂离子电池的大规模退役与报废，若处理不当，将造成资源短缺和环境污染的问题。因此，合理处置退役锂离子电池不仅可以有效减少矿产资源开采以支持锂离子电池产业可持续发展，还可以有效减少环境污染实现绿色化学的3R(减量化、再使用、再循环)目标。
[0003]目前修复废旧锂离子电池正极材料的方法一般先将废旧锂离子电池进行拆解等预处理得到含活性物质的正极片，分离铝箔后得到正极材料，添加锂盐后通过高温焙烧的固相合成技术或水热合成等方法对其电化学性能进行修复。该修复技术需要严格控制添加的Li盐与过渡金属的比例，且由于组成元素的比例难以精准确定导致修复后材料的物料比与原始商业材料有较大差距，从而导致其电化学性能较差，无法达到实际应用的需求。此外，不同失效正极材料中成分复杂，如锰酸锂和镍钴锰酸锂中缺锰现象。现有修复技术几乎未涉及到补充过渡金属。因此急需开发新的回收策略，研发一种简单精准调控目标元素以修复废旧锂离子电池正极材料的再生方法。
技术实现思路
[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种简单精准调控目标元素以修复废旧锂离子电池正极废料的再生方法，利用该修复再生方法得到的正极材料具有准确的元素比例和良好的结构稳定性，修复方法简单，对环境友好；将制备的材料用作锂离子电池正极材料，组装锂离子电池后表现出较好的充放电循环性能，电池容量保持率高。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的一种简单精准调控目标元素以修复废旧锂离子电池正极废料的再生方法，包括如下步骤：
[0007]将废旧锂离子电池正极废料、锂添加剂、镍添加剂、钴添加剂、锰添加剂、铝添加剂、铁添加剂置于水溶液中，混合均匀后进行高温固相合成处理，处理完毕实现修复再生。利用本专利技术修复再生方法得到的锂离子电池正极材料具有准确的元素比例和良好的结构稳定性，修复方法简单，对环境友好。
[0008]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0009]优选地，所述废旧锂离子电池正极废料料为钴酸锂废料、锰酸锂废料、磷酸铁锂废料、锂镍钴锰三元废料、锂镍钴铝三元废料中任意一种或至少两种的组合。
[0010]优选地，所述锂添加剂为碳酸锂、乙酸锂、草酸锂、氢氧化锂、磷酸锂和氟化锂中任意一种或至少两种的组合；
[0011]优选地，所述镍添加剂为氧化镍、硫酸镍、碳酸镍、氢氧化镍、草酸镍和硝酸镍中任意一种或至少两种的组合。
[0012]优选地，所述钴添加剂为硫酸钴、碳酸钴、氢氧化钴、草酸钴和硝酸钴中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]优选地，所述锰添加剂为硫酸锰、乙酸锰、碳酸锰、氢氧化锰、草酸锰和硝酸锰中任意一种或至少两种的组合。
[0014]优选地，所述铝添加剂为硫酸铝、碳酸铝、氢氧化铝、草酸铝和硝酸铝中任意一种或至少两种的组合。
[0015]优选地，所述铁添加剂为硫酸亚铁、碳酸铁、氢氧化铁、草酸铁和硝酸铁中任意一种或至少两种的组合。
[0016]优选地，所述锂离子电池正极废料与所述锂添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)，例如1:0.01、1:0.05、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.5、1:0.7或1:0.8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(0.1～0.5)，如1:(0.1～0.4)、1:(0.1～0.2)、1:(0.2～0.4)、1:0.1、1:0.2或1:0.4。
[0017]优选地，所述锂离子电池正极废料与所述镍添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)，例如1:0.01、1:0.05、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.5、1:0.7或1:0.8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(0.1～0.5)，如1:(0.1～0.3)、1:(0.1～0.2)、1:(0.2～0.3)、1:0.1、1:0.2或1:0.3。
[0018]优选地，所述锂离子电池正极废料与所述钴添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)，例如1:0.01、1:0.05、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.5、1:0.7或1:0.8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(0.1～0.5)，如1:(0.1～0.3)、1:(0.1～0.2)、1:(0.2～0.3)、1:0.1、1:0.2或1:0.3。
[0019]优选地，所述锂离子电池正极废料与所述锰添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)，例如1:0.01、1:0.05、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.5、1:0.7或1:0.8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(0.1～0.5)，如1:(0.1～0.3)、1:(0.1～0.2)、1:(0.2～0.3)、1:0.1、1:0.2或1:0.3。
[0020]优选地，所述锂离子电池正极废料与所述铝添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)，例如1:0.01、1:0.05、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.5、1:0.7或1:0.8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(0.1～0.5)，如1:(0.1～0.3)、1:(0.1～0.2)、1:(0.2～0.3)、1:0.1、1:0.2或1:0.3。
[0021]优选地，所述锂离子电池正极废料与所述铁添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)，例如1:0.01、1:0.05、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.5、1:0.7或1:0.8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(0.1～0.5)，如1:(0.1～0.3)、1:(0.1～0.2)、1:(0.2～0.3)、1:0.1、1:0.2或1:0.3。
[0022]优选地，所述锂离子电池正极废料与水的固液比为1:(10～200)，例如1:10、1:20、1:50、1:70、1:90、1:110、1:50、1:70、1:90或1:200等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1:(50～150)，如1:(50～60)、1:(80～90)、1:
50、1:60或1:70。
[0023]优选地，所述混合手段包括超声或搅拌。
[0024]优选地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种简单精准调控目标元素以修复废旧锂离子电池正极废料的再生方法，包括如下步骤：将废旧锂离子电池正极废料与添加剂置于水溶液中，超声或搅拌混合后进行高温固相合成处理，处理完毕实现修复再生。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述锂添加剂为碳酸锂、乙酸锂、草酸锂、氢氧化锂、磷酸锂和氟化锂中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述镍添加剂为硫酸镍、碳酸镍、氢氧化镍、草酸镍和硝酸镍中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述钴添加剂为硫酸钴、碳酸钴、氢氧化钴、草酸钴和硝酸钴中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述锰添加剂为硫酸锰、乙酸锰、碳酸锰、氢氧化锰、草酸锰和硝酸锰中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述铝添加剂为硫酸铝、碳酸铝、氢氧化铝、草酸铝和硝酸铝中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述铁添加剂为三氧化硫酸亚铁、碳酸铁、氢氧化铁、草酸铁和硝酸铁中任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述锂离子电池正极废料与所述锂添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)；所述锂离子电池正极废料与所述镍添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)；所述锂离子电池正极废料与所述钴添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)；所述锂离子电池正极废料与所述锰添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)；所述锂离子电池正极废料与所述铝添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)；所述锂离子电池正极废料与所述铁添加剂的摩尔比为1:(0.01～1)。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于：所述超声时间为1
‑
72h。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于：所述搅拌时间为1
‑
72h；所述搅拌转速为300...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，林娇，陈人杰，张晓东，吴锋，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。