一种锂离子电池的回收修复方法及电池技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池的回收修复方法及电池，该方法包括：S1.拆解清洗：将废旧锂离子电池完全放电后进行拆解，分拣出正负极极片，并清洗干燥；S2.浸泡修复：将清洗后的正负极极片放入溶液中浸泡修复；S3.清洗干燥：将浸泡修复后的正负极极片放入溶剂中浸泡清洗、干燥；S4.重新组装：将修复完成的正负极极片重新组装至锂离子电池。该方法利用氧化还原反应激活负极表面的死锂并重新锂化正极材料，实现了正负极极片的同时修复、再生利用，且不需要分离活性材料、除杂的步骤，不仅简化工艺流程，降低活性材料损失，而且避免了直接回收步骤繁琐和对废旧活性材料纯度要求高的缺点，有效改善直接回收工艺。直接回收工艺。直接回收工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的回收修复方法及电池


[0001]本专利技术属于废旧锂离子电池回收
，尤其涉及一种锂离子电池的回收修复方法及电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池已经被广泛用于动力、储能、便携电子设备等领域。电池产量的迅速攀升导致电池供应链安全和废旧电池处理的问题不可避免。电池供应的隐患主要在金属资源的短缺，比如：电池制造大量需要的锂钴等贵金属元素。而废旧电池的问题则来源于其中包含的各种重金属和电解液。
[0003]目前锂离子电池活性材料的主要回收技术包括火法冶金、湿法冶金、直接回收。其中，火法冶金回收可以通过高温获得贵金属的合金，但这种能源密集的方式相对低效，因为能耗较高，而且部分的锂会变成炉渣损失。湿法冶金技术可以通过化学沉淀、浸取、过滤等方式获得高纯度的盐来获得更多的金属元素，但是这种方式会消耗大量化学试剂并导致较高的损失和环境污染。直接回收通过重新补锂和重构晶体结构以直接获得性能良好的电活性材料，这种方法可以最大程度保留正负极活性材料的附加价值，能够以经济和环境可持续的方式直接将降解的储能材料重新用于电池制造的回收技术是非常必要的，因此目前这种方法在经济和可持续发展方面都最具有前景。
[0004]但是，申请人发现：目前通过重新补锂和重构晶体结构以直接获得性能良好的电活性材料方法只能针对正极材料进行再生利用，无法同时将正极和负极进行回收利用。比如下面两份专利文献公开的工艺方法。
[0005]CN 115149139 A专利文献公开了一种回收活性材料的方法。该方法通过将废旧电池的正负极片热解后分离出活性物质，再与锂源、三价铁化合物、有机碳源混合球磨后在保护气氛下焙烧处理。该方法不仅在分离活性材料时需要确保预处理时废活性材料的完整性、高纯度，而且修复时需要添加大量混合物并计算配比，修复时还需要在高温下经过长时间焙烧。整个过程复杂，且能耗高、废物较多，只适用与小规模的锂电池回收，难以在大批量工业生产中实现。
[0006]CN 112271349 A专利文献公开了一种锂离子正极材料再利用的方法，所述方法拆解放电态的锂离子电池得到正极极片或者在拆解后将正极极片上的活性物质分离下来、使用锂化试剂喷涂到正极极片或对正极极片或活性物质用以上溶液进行浸泡从而进行锂补充。但是该方案需要将活性材料剥离下来，并且根据正极极片衰减的量调整锂化试剂的浓度，难以适应大批量衰减情况不同的正极材料。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种锂离子电池的回收修复方法及电池。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池的回收修复方法，包括。
[0010]S1.拆解清洗：将废旧锂离子电池完全放电后进行拆解，分拣出正极极片和负极极片，并清洗干燥；
[0011]S2.浸泡修复：将清洗后的正极极片和负极极片放入溶液中浸泡修复；
[0012]S3.清洗干燥：将浸泡修复后的正极极片和负极极片放入溶剂中浸泡清洗，之后干燥得到修复完成的正极极片和负极极片；
[0013]S4.重新组装：将修复完成的正极极片和负极极片重新组装至锂离子电池。
[0014]本专利技术所述回收修复方法，一方面能够直接恢复废旧锂离子电池的正极极片和负极极片上衰减的活性材料的容量，省略了提炼元素重新合成材料的过程，还能够额外保留了锂离子电池制造过程中的价值；二方面能够适用于不同种类的活性材料，直接作用在未与集流体剥离的活性材料上，适应性强且预处理方式简单，能够修复不同来源和衰减情况的正极极片和负极极片的活性材料；三方面不需要目前回收常见的分步进行预锂化和高温再结晶，通过简单浸泡处理即可获得性能良好的正负极电极，为大规模工业化直接回收活性材料提供了可能。
[0015]进一步地，在S2中，所述溶液的溶剂是碳酸乙烯酯、二甲基碳酸脂、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、四氢呋喃、1,2
‑
二甲氧基乙烷、二丙二醇二甲醚、邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种，所述溶液的溶质是卤素或者卤素化合物中的至少一种，浓度为0.01～0.1MOL/L。
[0016]进一步地，S3中的所述溶剂与S2中所述溶液的溶剂相同。
[0017]进一步地，在S2中，所述正极极片和负极极片的浸泡时间为5～24h，所述溶液的温度为20℃～100℃。
[0018]进一步地，在S3中，所述正极极片和负极极片的浸泡时间为30min。
[0019]进一步地，在S2中，将正极极片和负极极片置于同一容器中同时浸泡。
[0020]进一步地，所述正极极片是磷酸铁锂、三元镍钴锰、钴酸锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂中的一种，所述负极极片是石墨、硅负极、硅碳负极中的一种。
[0021]进一步地，在S4中将修复完成的正极极片和负极极片重新组装至锂离子电池时，电解液和隔膜使用原先电池的配方。
[0022]第二方面，本专利技术还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池采用了上述锂离子电池的回收修复方法进行修复。
[0023]上述第二方面和第二方面的各个方面可能达到的技术效果请参照上述针对第一方面或第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。
附图说明
[0024]图1是本专利技术所述锂离子电池的回收修复方法的流程示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例1对回收失效锂离子电池进行回收修复的工艺流程图；
[0026]图3是本专利技术实施例1中修复前后的石墨负极极片的SEM对比图；
[0027]图4是本专利技术实施例1中修复前后的磷酸铁锂锂离子电池的充放电曲线对比图；
[0028]图5是本专利技术实施例1中修复前后的磷酸铁锂锂离子电池的循环性能对比图；
[0029]图6是本专利技术实施例1中经修复前后的磷酸铁锂正极测得的循环性能图；
[0030]图7是本专利技术实施例2中经修复前后磷酸铁锂锂离子电池的充放电曲线对比图；
[0031]图8是本专利技术实施例2中经修复前后的磷酸铁锂锂离子电池的循环性能对比图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]如图1所示，本专利技术所述的锂离子电池的回收修复方法，包括以下步骤：
[0034]步骤S1.拆解清洗：将废旧锂离子电池完全放电后进行拆解，分拣出正极极片和负极极片，并清洗干燥；所述正极极片和负极极片不需将活性材料与集流体分离；此处清洗是为了洗去残留的电解质，通常使用电解液中使用的有机溶剂进行清洗，比如：碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)。
[0035]步骤S2.浸泡修复：将清洗后的正极极片和负极极片放入溶液中浸泡修复；其中所述正极极片和负极极片的浸泡时间为5～24h，所述溶液的温度为20℃～100℃。
[0036]所述溶液的溶剂是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的回收修复方法，其特征在于，包括：S1.拆解清洗：将废旧锂离子电池完全放电后进行拆解，分拣出正极极片和负极极片，并清洗干燥；S2.浸泡修复：将清洗后的正极极片和负极极片放入溶液中浸泡修复；S3.清洗干燥：将浸泡修复后的正极极片和负极极片放入溶剂中浸泡清洗，之后干燥得到修复完成的正极极片和负极极片；S4.重新组装：将修复完成的正极极片和负极极片重新组装至锂离子电池。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，所述溶液的溶剂是碳酸乙烯酯、二甲基碳酸脂、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、四氢呋喃、1,2
‑
二甲氧基乙烷、二丙二醇二甲醚、邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种，所述溶液的溶质是卤素或者卤素化合物中的至少一种，浓度为0.01～0.1MOL/L。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S3中的所述溶剂与S2中所述溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘育京，吴佳玮，陶新永，刘铁峰，朱铭振，韩林，张武，王垚，佴建威，罗剑敏，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：