本发明专利技术提供一种采用退役锂离子电池制备钠离子电池正极材料的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将退役锂离子电池充电后进行拆解，得到第一脱锂正极片；(2)将所述第一脱锂正极片依次进行粗破碎和热处理，得到第二脱锂正极片；(3)将所述第二脱锂正极片进行水力冲击破碎，得到含有脱锂正极材料和集流体的固液混合物；(4)将所述固液混合物进行筛分，并将筛下物进行干燥，得到脱锂正极材料；(5)混合钠盐和所述脱锂正极材料，烧结并粉碎后得到钠离子电池正极材料。本发明专利技术提供的方法改善了钠离子电池正极材料的电化学循环性能，实现了废弃电池的回收再利用，节约了制备成本。节约了制备成本。节约了制备成本。
【技术实现步骤摘要】
一种采用退役锂离子电池制备钠离子电池正极材料的方法
[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种电池回收再利用的方法，尤其涉及一种采用退役锂离子电池制备钠离子电池正极材料的方法。
技术介绍
[0002]锂离子电池为20世纪80年代的产物，因其性能和技术方面的优势，经过几十年的发展，锂电池技术日渐成熟，目前已经成功大规模商业化，应用于居民生活的方方面面。根据使用场景和能量大小，锂离子电池具体可分为锂动力电池、锂消费电池及锂储能电池。
[0003]近几年，全球新能源产业取得了突飞猛进的发展，动力电池装机量超过250GWh。作为锂电池主要应用端的锂动力电池，由于续航里程的需要，开始大规模使用能量密度高、循环及安全性能略差，但是综合指标均衡的三元材料。动力电池行业规定，当动力电池循环寿命低于初始容量的80％，需要强制退役。因此，如何实现退役动力锂离子电池的合理回收再利用，是目前退役锂电池行业致力于解决的问题。
[0004]目前，中国新能源汽车产销量持续增长，稳居世界首位。但传统铅酸电池、镍镉电池能效较低且污染严重，锂离子电池成本高且安全性有待提升。随着新能源汽车市场需求量激增，加之锂金属开采量的限制，全球锂金属供不应求，难以满足市场需求。在这种情况下，由于钠离子电池具有高安全、低成本、环境友好等优点，深受研究学者们的青睐。
[0005]钠离子电池正极材料具有代表性的是层状过渡金属氧化物，这种层状过渡金属氧化物因其具有可逆的离子脱嵌能力和稳定的层状结构，有利于层与层之间插入其他离子或分子，因而是目前钠离子电池正极材料的研究热点之一。虽然层状氧化物正极材料的理论比容量高且Na
+
在层中的二维扩散较快，但是材料电化学循环性能较差。因此，寻找一种循环性能更好的钠离子电池正极材料对于本领域具有重要意义。
[0006]由此可见，如何提供一种采用退役锂离子电池制备钠离子电池正极材料的方法，尽可能改善材料电化学循环性能，实现废弃电池的回收再利用，节约制备成本，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种采用退役锂离子电池制备钠离子电池正极材料的方法，所述方法改善了钠离子电池正极材料的电化学循环性能，实现了废弃电池的回收再利用，节约了制备成本。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种采用退役锂离子电池制备钠离子电池正极材料的方法，所述方法包括以下步骤：
[0010](1)将退役锂离子电池充电后进行拆解，得到第一脱锂正极片；
[0011](2)将所述第一脱锂正极片依次进行粗破碎和热处理，得到第二脱锂正极片；
[0012](3)将所述第二脱锂正极片进行水力冲击破碎，得到含有脱锂正极材料和集流体
的固液混合物；
[0013](4)将所述固液混合物进行筛分，并将筛下物进行干燥，得到脱锂正极材料；
[0014](5)混合钠盐和所述脱锂正极材料，烧结并粉碎后得到钠离子电池正极材料。
[0015]本专利技术提供的方法首先将退役锂离子电池进行充电，使得电池中的正极材料脱锂形成脱锂态层状结构，然后经过一系列后续处理，实现了钠离子只需在低温条件下即可嵌入层状结构中，从而制得高结晶度的钠离子电池正极材料，循环性能和容量明显高于常规方法制得的钠电材料。
[0016]此外，本专利技术提供的方法无需使用酸浸制得离子态的镍钴锰元素，也无需萃取剂进行萃取金属元素，而是直接使用退役锂离子电池中的脱锂正极材料作为钠离子电池材料的前驱体，节约了生产成本，且符合绿色环保的生产要求。
[0017]优选地，步骤(1)所述退役锂离子电池的正极材料包括镍钴锰酸锂。
[0018]优选地，所述镍钴锰酸锂的化学成分为：LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，且0.6≤x≤0.8，0.1≤y≤0.2。
[0019]本专利技术中，0.6≤x≤0.8，例如可以是x＝0.6、0.62、0.64、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.76、0.78或0.8，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。
[0020]本专利技术中，0.1≤y≤0.2，例如可以是y＝0.1、0.12、0.14、0.16、0.18、0.2、0.22、0.24、0.26、0.28或0.3，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。
[0021]优选地，步骤(1)所述退役锂离子电池的充电速率为0.08
‑
0.12C，例如可以是0.08C、0.09C、0.10C、0.11C或0.12C，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。
[0022]优选地，步骤(1)所述退役锂离子电池充电至荷电状态SOC为90
‑
100％，例如可以是90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％，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。
[0023]本专利技术以0.08
‑
0.12C的充电速率将退役锂离子电池充电至荷电状态SOC为90
‑
100％，即采用低电流的方式将退役锂离子电池充电至近满电状态，使得其中的正极材料充分脱锂形成脱锂态层状结构，以便于后续钠离子的充分嵌入。
[0024]优选地，步骤(1)所述拆解在充满氩气的手套箱中进行。
[0025]优选地，步骤(2)所述粗破碎在剪式破碎机中进行。
[0026]优选地，步骤(2)所述粗破碎至正极片的平均等效直径为0.2
‑
0.8cm，例如可以是0.2cm、0.3cm、0.4cm、0.5cm、0.6cm、0.7cm或0.8cm，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。
[0027]优选地，步骤(2)所述热处理包括在氧气氛围中依次进行的低温热处理和高温热处理。
[0028]优选地，所述低温热处理的温度为70
‑
90℃，例如可以是70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃或90℃，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。
[0029]优选地，所述低温热处理的时间为50
‑
70min，例如可以是50min、52min、54min、
56min、58min、60min、62min、64min、66min、68min或70min，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。
[0030]优选地，所述高温热处理的温度为140
‑
160℃，例如可以是140℃、142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃、158℃或160℃，但并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用退役锂离子电池制备钠离子电池正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将退役锂离子电池充电后进行拆解，得到第一脱锂正极片；(2)将所述第一脱锂正极片依次进行粗破碎和热处理，得到第二脱锂正极片；(3)将所述第二脱锂正极片进行水力冲击破碎，得到含有脱锂正极材料和集流体的固液混合物；(4)将所述固液混合物进行筛分，并将筛下物进行干燥，得到脱锂正极材料；(5)混合钠盐和所述脱锂正极材料，烧结并粉碎后得到钠离子电池正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述退役锂离子电池的正极材料包括镍钴锰酸锂；优选地，所述镍钴锰酸锂的化学成分为：LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，且0.6≤x≤0.8，0.1≤y≤0.2。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述退役锂离子电池的充电速率为0.08
‑
0.12C；优选地，步骤(1)所述退役锂离子电池充电至荷电状态SOC为90
‑
100％；优选地，步骤(1)所述拆解在充满氩气的手套箱中进行。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述粗破碎在剪式破碎机中进行；优选地，步骤(2)所述粗破碎至正极片的平均等效直径为0.2
‑
0.8cm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理包括在氧气氛围中依次进行的低温热处理和高温热处理；优选地，所述低温热处理的温度为70
‑
90℃；优选地，所述低温热处理的时间为50
‑
70min；优选地，所述高温热处理的温度为140
‑
160℃；优选地，所述高温热处理的时间为3
‑
5h。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述水力冲击破碎的转速为800
‑
1200rpm；优选地，步骤(3)所述水力冲击破碎至脱锂正极材料和集流体完全剥离，并将软团聚的脱锂正极材料颗粒完全解离。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述筛分所用的筛网目数为80
‑
120目；优选地，步骤(4)所述干燥包括烘干，且所述烘干的温度为80
‑
120℃。8.根据权利要求1
...
【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，赵德，张翔，陈玉君，张明龙，曹长宇，周凌霄，
申请(专利权)人：格林美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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