一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法技术

本发明专利技术涉及电池材料回收技术领域，尤其涉及一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法。本发明专利技术提供的修复再生方法，包括以下步骤：测定废旧锂离子电池正极材料中金属离子的含量；将所述废旧离子电池正极材料和调控试剂进行球磨后，进行烧结，得到锂离子电池再生正极材料；所述调控试剂包括锂盐和/或氢氧化锂，还包括所述废旧锂离子电池正极材料相对于所述锂离子电池再生正极材料中缺失的金属离子对应的盐、氢氧化物或氧化物。本发明专利技术通过固相合成法对废旧锂离子电池正极材料进行金属离子的补充，并进一步合成能够再利用的正极材料，工艺简单，材料再利用率高。且得到的锂离子电池再生正极材料具有优异的电化学性能。池再生正极材料具有优异的电化学性能。池再生正极材料具有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法


[0001]本专利技术涉及电池材料回收
，尤其涉及一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法。

技术介绍

[0002]众所周知，锂离子电池是一种具有前景较好的新型绿色环保能源，由于它具有能量密度大、能量转换效率高、工作电压高、循环寿命长和无记忆效应等诸多优点，被广泛的应用于电动汽车、混合动力汽车、储能设施以及消费电子元件领域。目前已经批量应用于锂离子电池的正极材料，包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、锂镍钴锰和锂镍钴铝等。
[0003]随着锂离子电池的广泛应用，导致了目前越来越多退役的功力电池，其回收再利用市场也逐步形成。先进的退役动力电池回收技术有助于实现退役电池的高价利用及效益最大化，推动产业的快速可持续发展。目前现有技术主要是对电池材料中的钴、镍、锰和锂等有价金属的回收，但是由于现有的锂离子电池正极材料组成复杂，会导致后续的分离提纯过程变得非常复杂和困难，且最终回收得到的产品的纯度不高，并不能够实现有效的回收再利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供了一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法，所述修复方法可以直接使废旧锂离子电池正极材料修复再生后，得到锂离子电池的正极材料并重新进行应用，能够实现有效的回收再利用。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法，包括以下步骤：
[0007]测定废旧锂离子电池正极材料中金属离子的含量；
[0008]将所述废旧离子电池正极材料和调控试剂混合球磨后，进行烧结，得到锂离子电池再生正极材料；
[0009]所述调控试剂包括锂盐和/或氢氧化锂，还包括所述废旧锂离子电池正极材料相对于所述锂离子电池再生正极材料中缺失的金属离子对应的盐、氢氧化物或氧化物。
[0010]优选的，所述废旧锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将废旧锂离子电池在氯化钠溶液中浸泡后，拆解，得到正极片；
[0012]将所述正极片进行热处理，得到废旧锂离子电池正极材料。
[0013]优选的，所述氯化钠溶液的质量浓度为2～5％；
[0014]所述浸泡的时间为3～5h。
[0015]优选的，所述热处理的温度为400～600℃，时间为1～3h。
[0016]优选的，所述混合球磨的方式为湿法球磨；
[0017]所述湿法球磨的介质为乙醇。
[0018]优选的，所述混合球磨的转速为200～500rpm，时间为2～4h。
[0019]优选的，所述烧结的温度为800～1000℃，时间为12～24h。
[0020]优选的，升温至所述烧结的温度的升温速率为2～10℃
·
min
‑1。
[0021]优选的，当所述锂离子电池再生正极材料为Li1‑
x
M
x
CoO2，且所述M为Na、Mg、Cu或Al时，所述调控试剂包括锂盐和/或氢氧化锂，还包括钠盐、镁盐、氢氧化镁、氧化镁、铜盐、氧化铜、氧化铝或铝盐；
[0022]所述Li1‑
x
M
x
CoO2中x的取值范围为0.01～0.08。
[0023]优选的，当所述锂离子电池再生正极材料为LiNi
x
Co
y
Mn
z
O2时，所述调控试剂包括锂盐和/或氢氧化锂，还包括镍盐。
[0024]所述LiNi
x
Co
y
MnzO2中x的取值范围为0.5～0.9，y的取值范围为0.05～0.2，z的取值范围为0.05～0.3。
[0025]本专利技术提供了一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法，包括以下步骤：测定废旧锂离子电池正极材料中金属离子的含量；将所述废旧离子电池正极材料和调控试剂混合球磨后，进行烧结，得到锂离子电池再生正极材料；所述调控试剂包括锂盐和/或氢氧化锂，还包括所述废旧锂离子电池正极材料相对于所述锂离子电池再生正极材料中缺失的金属离子对应的盐、氢氧化物或氧化物。本专利技术通过固相合成法对废旧离子电池正极材料进行金属离子的补充，并进一步合成能够再利用的锂离子电池再生正极材料，工艺简单，材料再利用率高。且修复再生后得到的锂离子电池再生正极材料具有优异的电化学性能。
附图说明
[0026]图1为实施例1～4对废旧手机电池进行修复再生的流程示意图；
[0027]图2为实施例5～6废旧锂离子电池进行修复再生的流程示意图。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法，包括以下步骤：
[0029]测定废旧锂离子电池正极材料中金属离子的含量；
[0030]将所述废旧离子电池正极材料和调控试剂混合球磨后，进行烧结，得到锂离子电池再生正极材料；
[0031]所述调控试剂包括锂盐和/或氢氧化锂，还包括所述废旧锂离子电池正极材料相对于所述锂离子电池再生正极材料中缺失的金属离子对应的盐、氢氧化物或氧化物。
[0032]在本专利技术中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0033]本专利技术测定废旧锂离子电池正极材料中金属离子的含量。
[0034]本专利技术对所述废旧锂离子电池正极材料的种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的种类即可。
[0035]在本专利技术中，所述废旧锂离子电池正极材料的制备方法，优选包括以下步骤：将废旧锂离子电池在氯化钠溶液中浸泡后，拆解，得到正极片；
[0036]将所述正极片进行热处理，得到废旧锂离子电池正极材料。
[0037]本专利技术将废旧锂离子电池在氯化钠溶液中浸泡后，拆解，得到正极片。
[0038]在本专利技术中，所述氯化钠溶液的质量浓度优选为2～5％，更优选为3～4％。
[0039]在本专利技术中，所述浸泡的时间优选为3～5h，更优选为3.5～4.5h；所述浸泡的温度
优选为室温。
[0040]在本专利技术中，所述浸泡的目的是为了使废旧锂离子电池完全放电，以避免自燃和短路。
[0041]在本专利技术中，所述拆解优选在隔绝氧气的环境中进行。在本专利技术的具体实施例中，所述拆解具体在手套箱中进行。
[0042]得到正极片后，本专利技术将所述正极片进行热处理，得到废旧锂离子电池正极材料。
[0043]在本专利技术中，所述热处理的温度优选为400～600℃，更优选为450～550℃，最优选为480～520℃；时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h。在本专利技术中，所述热处理优选在氮气或空气气氛中进行。
[0044]在本专利技术中，所述热处理的目的是为了将正极片中的正极活性材料和集流体分离，并将正极活性材料中的导电剂和粘结剂去除；同时，将所述热处理的温度控制在上述范围内可以进一步保证回收得到的废旧锂离子电池正极材料的组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池正极材料的修复再生方法，其特征在于，包括以下步骤：测定废旧锂离子电池正极材料中金属离子的含量；将所述废旧离子电池正极材料和调控试剂混合球磨后，进行烧结，得到锂离子电池再生正极材料；所述调控试剂包括锂盐和/或氢氧化锂，还包括所述废旧锂离子电池正极材料相对于所述锂离子电池再生正极材料中缺失的金属离子对应的盐、氢氧化物或氧化物。2.如权利要求1所述的修复再生方法，其特征在于，所述废旧锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：将废旧锂离子电池在氯化钠溶液中浸泡后，拆解，得到正极片；将所述正极片进行热处理，得到废旧锂离子电池正极材料。3.如权利要求2所述的修复再生方法，其特征在于，所述氯化钠溶液的质量浓度为2～5％；所述浸泡的时间为3～5h。4.如权利要求2所述的修复再生方法，其特征在于，所述热处理的温度为400～600℃，时间为1～3h。5.如权利要求1所述的修复再生方法，其特征在于，所述混合球磨的方式为湿法球磨；所述湿法球磨的介质为乙醇。6.如权利要求1或5所述的修复再生方法，其特征在于，所述混合球磨的转速为200～500rpm，时间为2～4h。7.如权利要求1所述的修复再生方法，其特征在于，所述烧结的温...

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