一种修复废锂离子电池正极材料的机械化学方法技术

本发明专利技术公开一种修复废锂离子电池正极材料的机械化学方法，所述方法包括以下步骤：将废锂离子电池正极材料与添加剂和石墨混合后进行球磨修复处理；将修复后的材料用作锂离子电池正极材料，组装锂离子电池。本发明专利技术修复的材料结构稳定性好，修复方法简单，对环境友好；将制备的材料用作锂离子电池的正极材料，组装锂离子电池，循环多次使用后电池容量保持率高。高。

A mechanochemical method for repairing cathode materials of waste lithium ion batteries

【技术实现步骤摘要】
一种修复废锂离子电池正极材料的机械化学方法


[0001]本专利技术属于资源回收利用技术及电化学电池电极的修复领域，涉及一种修复废锂离子
[0002]电池正极材料的机械化学方法。

技术介绍

[0003]锂离子电池具有高能量和功率密度、长循环寿命、操作简单和环境友好等特征，已成为电气化交通运输和大规模储能的储能器件。随着新能源汽车的需求和产量不断攀升，锂离子电池在纯电动汽车、混合电动汽车和插入式混合电动汽车的需求量和生产量与日俱增。动力汽车退役后将产生大量废旧锂离子电池。绿色、高效、低成本回收这些废弃物，不仅可以避免其对环境和人体健康的潜在威胁，而且能够为锂离子电池的生产提供原材料、降低对一次矿石资源的依赖、促进电池行业可持续发展。
[0004]目前较为成熟的修复废旧锂离子电池正极材料的方法包括高温固相合成或水热合成等方法。前者能耗大、存在废气排放等问题，且修复材料均匀性较差。后者在高压环境下进行，对设备要求极高，存在一定安全隐患。通过机械化学能使材料均匀混合，在机械力的作用下可降低化学反应的能垒，降低能耗。而随着供电系统的优化，在机械化学过程中完全可能实现零排放。因此急需开发一种能够安全高效修复锂离子电池正极废料的机械化学方法。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的在于提供开发一种修复废锂离子电池正极材料的机械化学方法，
[0006]该方法修复后的材料具有良好的结构稳定性，修复方法简单，对环境友好；将制备的材料用作锂离子电池的正极材料，组装锂离子电池后表现出较好的循环稳定性，电池容量保持率高。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种修复废锂离子电池正极材料的机械化学方法，所述方法包括以下步骤：
[0009][0010](1)将废锂离子电池正极材料与添加剂和石墨混合后进行球磨修复处理；
[0011](2)将修复后的材料用作锂离子电池正极材料，组装锂离子电池。
[0012]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
[0013]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。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述锂离子电池为锰酸锂电池、钴酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池、镍钴铝酸锂电池或镍钴锰酸锂电池的任意一种或至少两种
的组合，所述组合典型但非限制性实例有：锰酸锂电池和钴酸锂电池的组合，镍钴锰酸锂电池和锰酸锂电池的组合，锰酸锂电池、钴酸锂电池和镍酸锂电池的组合等。
[0015]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述添加剂为含锂元素、锰元素、镍元素、钴元素、铁元素、铝元素的化学物质；
[0016]优选地，所述锂添加剂包括氟化锂、乙酸锂、氯化锂、碳酸锂、硫酸锂、溴化锂或氢氧化锂中任意一种或至少两种的组合；
[0017]优选地，所述镍添加剂为氧化镍。
[0018]优选地，所述钴添加剂为氧化亚钴和四氧化三钴中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]优选地，所述锰添加剂为二氧化锰、氧化亚锰和四氧化三锰中任意一种或至少两种的组合。
[0020]优选地，所述铝添加剂为氧化铝。
[0021]优选地，所述铁添加剂为三氧化二铁和氧化亚铁中任意一种或至少两种的组合。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]优选地，步骤(1)所述石墨与废料和添加剂的质量比为(0.05～5):1，例如0.05:1、0.15:1、0.25:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1或5:1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(0.2～2):1。
[0029]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述球磨处理在有气氛条件下进行。
[0030]优选地，所述气氛包括空气、氧气、氮气、氖气、氩气或氩气中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：空气和氧气的组合，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修复废锂离子电池正极材料的机械化学方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将锂离子电池正极材料与添加剂和石墨混合后进行球磨修复处理，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，步骤(1)所述锂离子电池为锰酸锂电池、钴酸锂电池、镍酸锂电池、磷酸铁锂电池、镍钴铝酸锂电池或镍钴锰酸锂电池的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，步骤(1)所述添加剂为含锂元素、锰元素、镍元素、钴元素、铁元素、铝元素的化学物质；优选地，所述锂添加剂包括氟化锂、乙酸锂、氯化锂、碳酸锂、硫酸锂、溴化锂或氢氧化锂中任意一种或至少两种的组合，优选为氟化锂；优选地，所述镍添加剂为氧化镍；优选地，所述钴添加剂为氧化亚钴和四氧化三钴中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述锰添加剂为二氧化锰、氧化亚锰和四氧化三锰中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述铝添加剂为氧化铝；优选地，所述铁添加剂为三氧化二铁和氧化亚铁中任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
‑
3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)。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，林娇，陈人杰，范二莎，吴锋，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：