一种三元正极材料的回收处理方法技术

本发明专利技术提供了一种三元正极材料的回收处理方法，包括以下步骤：a)将回收的正负极片分类，分选出正极片；然后按照镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片；b)在保护性气氛下，对所述三元正极片进行焙烧，得到焙烧极片；c)将所述焙烧极片置于液氮中淬冷，得到淬冷极片；d)对所述淬冷极片进行槽式对辊处理，使三元正极材料与箔材分离；然后对三元正极材料进行粉碎、过筛和除磁，回收得到三元正极材料。本发明专利技术提供的方法能够有效回收三元正极材料，回收后的三元正极材料可直接使用，而且工艺简单、周期短、不产生污染性有机物。不产生污染性有机物。

【技术实现步骤摘要】
一种三元正极材料的回收处理方法


[0001]本专利技术涉及材料回收领域，特别涉及一种三元正极材料的回收处理方法。

技术介绍

[0002]随着全球新能源产业的快速发展，锂离子电池已然成为不可或缺的存在，目前大量应用到电动汽车、储能电站及手机等电子产品。但随着锂离子电池退役潮的来临，数据显示2022年之前，退役的多是磷酸铁锂电池，但2022年之后，三元锂电池将是退役潮的主力，也更适合回收再利用。中国锂、镍、钴资源短缺主要依赖进口，在此背景下，三元锂电池的回收利用已成为黄金赛道。同样的，电芯厂报废的、无法正常加工成电芯的正极片也较多，这些材料还未投入使用在加工阶段已报废，造成了资源浪费。
[0003]传统的锂、镍、钴资源回收通常采用工艺复杂、成本较高的萃取方式进行，虽然一定程度上对资源的回收有显著效果，但是回收再制造后，其相应的投入资源仍需要评估。萃取技术工艺复杂、效率低、周期长并且金属元素回收后需再加工，产生大量的有机物污染环境；而且回收金属再利用仍然需要资源、能耗的投入，有违绿色循环经济。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种三元正极材料的回收处理方法。本专利技术提供的方法能够有效回收三元正极材料，回收后的三元正极材料可直接使用，而且工艺简单、周期短、不产生污染性有机物。
[0005]本专利技术提供了一种三元正极材料的回收处理方法，包括以下步骤：
[0006]a)将回收的正负极片分类，分选出正极片；然后按照镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片；
>[0007]b)在保护性气氛下，对所述三元正极片进行焙烧，得到焙烧极片；
[0008]c)将所述焙烧极片置于液氮中淬冷，得到淬冷极片；
[0009]d)对所述淬冷极片进行槽式对辊处理，使三元正极材料与箔材分离；然后对三元正极材料进行粉碎、过筛和除磁，回收得到三元正极材料。
[0010]优选的，步骤b)中，所述焙烧的条件为：升温速率2～6℃/min，焙烧温度100～300℃，保温时间3～10h。
[0011]优选的，步骤c)中，将所述焙烧极片置于液氮中淬冷3～30min，降温至0～25℃。
[0012]优选的，步骤b)具体包括：
[0013]将所述三元正极片装入匣钵中，然后，在保护性气氛下，对所述三元正极片进行焙烧，得到焙烧极片。
[0014]优选的，三元正极片在匣钵中的装钵量为1.0～5.0kg/钵。
[0015]优选的，所述匣钵为莫来石匣钵。
[0016]优选的，步骤d)中，槽式对辊的次数为5～10次。
[0017]优选的，步骤d)中，所述粉碎为气流粉碎。
[0018]优选的，步骤d)中，所述过筛为进行325目分级筛过筛，过筛次数为1～5次。
[0019]优选的，步骤b)中，提供保护性气氛的气体包括氮气、氩气和氦气中的至少一种。
[0020]本专利技术提供的回收处理方法，先将回收的正负极片分类，分选出正极片，然后按照镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片；之后，在保护性气氛下，对所述三元正极片进行焙烧，得到焙烧极片；然后，将所述焙烧极片置于液氮中淬冷，得到淬冷极片；之后，对所述淬冷极片进行槽式对辊处理，使三元正极材料与箔材分离；然后对三元正极材料进行粉碎、过筛和除磁，回收得到三元正极材料。本专利技术的方法简单、周期短、不产生污染性有机物；而且，不需再进行后端加工，回收后的三元正极材料可直接使用；而且，回收所得三元正极材料的电性能与常规三元正极材料性能相当。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1为实施例1所得三元正极材料和对比例1所得三元正极活性材料的SEM图；其中，图1a为实施例1所得三元正极材料的SEM图，图1b为对比例1所得三元正极活性材料的SEM图；
[0023]图2为实施例1和对比例1所得材料组装的电池的充放电曲线图；
[0024]图3为实施例1和对比例1所得材料组装的电池的常温循环性能测试效果图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种三元正极材料的回收处理方法，包括以下步骤：
[0026]a)将回收的正负极片分类，分选出正极片；然后按照镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片；
[0027]b)在保护性气氛下，对所述三元正极片进行焙烧，得到焙烧极片；
[0028]c)将所述焙烧极片置于液氮中淬冷，得到淬冷极片；
[0029]d)对所述淬冷极片进行槽式对辊处理，使三元正极材料与箔材分离；然后对三元正极材料进行粉碎、过筛和除磁，回收得到三元正极材料。
[0030]本专利技术提供的回收处理方法，先将回收的正负极片分类，分选出正极片，然后按照镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片；之后，在保护性气氛下，对所述三元正极片进行焙烧，得到焙烧极片；然后，将所述焙烧极片置于液氮中淬冷，得到淬冷极片；之后，对所述淬冷极片进行槽式对辊处理，使三元正极材料与箔材分离；然后对三元正极材料进行粉碎、过筛和除磁，回收得到三元正极材料。本专利技术的方法简单、周期短、不产生污染性有机物；而且，不需再进行后端加工，回收后的三元正极材料可直接使用；而且，回收所得三元正极材料的电性能与常规三元正极材料性能相当。
[0031]关于步骤a)：
[0032]a)将回收的正负极片分类，分选出正极片；然后按照镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片。
[0033]本专利技术中，首先从源头三元极片料进行分类，将回收的正负极片混合极片进行分类，分选出正极片；然后再根据镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片。本专利技术中，分选三元正极片是指分选废旧正极片，所述废旧正极片是指电芯厂报废的、无法正常加工成电芯的正极片，正极片上的正极材料没有参与电化学反应，材料结构完好；而退役电芯拆解后的极片是指已经参与过电化学反应，材料结构存在缺陷；本专利技术针对的是前者。
[0034]本专利技术中，优选的，分选出含NCM三元正极活性材料(即LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2)的正极材料；更优选的，可按照镍含量范围进一步分选出含NCM5系三元正极活性材料的(即上述通式中x＝0.50～0.59)正极材料、含NCM6系三元正极活性材料(即上述通式中x＝0.60～0.69)的正极材料、含NCM7系三元正极活性材料(即上述通式中x＝0.70～0.79)的正极材料等。在本专利技术的一些实施例中，分选出含镍钴锰酸锂LiNi
0.5
Co
0.2
Mn
0.3
O2活性材料的正极材料。将回收的极片逐级分类，准确把控无其它极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将回收的正负极片分类，分选出正极片；然后按照镍含量范围对正极片进行分类，分选出三元正极片；b)在保护性气氛下，对所述三元正极片进行焙烧，得到焙烧极片；c)将所述焙烧极片置于液氮中淬冷，得到淬冷极片；d)对所述淬冷极片进行槽式对辊处理，使三元正极材料与箔材分离；然后对三元正极材料进行粉碎、过筛和除磁，回收得到三元正极材料。2.根据权利要求1所述的回收处理方法，其特征在于，步骤b)中，所述焙烧的条件为：升温速率2～6℃/min，焙烧温度100～300℃，保温时间3～10h。3.根据权利要求1所述的回收处理方法，其特征在于，步骤c)中，将所述焙烧极片置于液氮中淬冷3～30min，降温至0～25℃。4.根据权利要求1所述的回收处理方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭，王绍鹏，陆和杰，梁正，万辉，吴平，
申请(专利权)人：山东华劲电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：