【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废旧动力锂离子电池及钠离子电池回收领域，更具体地，涉及一种在电池材料再生过程中提高正极材料性能的前处理方法。
技术介绍
1、锂离子电池和钠离子电池是现有常见的可充电电池技术，其具有高的能量密度、较长的循环寿命和低自放电率等优点，被广泛应用于便携式电子设备、大规模储能系统、电动交通工具、航空航天等应用。电池中包含的材料，如金属(如锂、钴、镍等)和其他稀有元素，是有限资源且具有较高的价值。未经妥善处理的废弃电池可能会对环境造成严重的污染。电池中的化学物质和有毒物质，如果进入土壤、水源或空气中，可能对生态系统和人类健康造成危害。废弃电池中的化学物质使其具有潜在的火灾和爆炸风险。电池回收对于资源利用、环境保护、安全性都非常重要。通过回收和循环利用电池，可以实现可持续发展并减少对有限资源的需求，同时减少环境污染和安全风险。
2、目前对电池正极材料的回收主要依赖高温煅烧工艺，申请号为cn202111328619.1的专利技术,名称为“一种退役ncm正极料再生ncma正极材料的方法”，公开了一种锂电池正极材料的再生方法，将退役三元锂离子电池放电、拆解获得正极极片，并采用气流粉碎法处理所述正极极片，获得回收粗粉料；将所述回收粗粉粒进行研磨后获得回收细粉料，并进行第一次焙烧，获得第一混合材料；将所述第一混合材料经三次筛除铝颗粒、研磨、补锂和焙烧获得ncma正极材料。该方法第一次焙烧不加锂源，目的就是为了去除导电剂及粘结剂，其未考虑去除过程中对于正极材料的损害。第二次焙烧之前有补锂，该步骤的补锂是为了补偿缺失的锂实现再生，
3、申请号为cn202010934418.5的专利技术，名称为“一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法”，公开了一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法。该方法首先将失效的锂离子电池三元正极材料加入到dmf中除去电解质，再通过nmp浸泡洗涤使表面的cei膜的厚度≤10nm，以去除表面的pvdf以及cei膜中的有机锂盐成分，然后进行退火处理进一步去除多余的pvdf；再进行水热补锂处理后，根据cei膜的厚度确定高温煅烧温度和时间，使得表面残留的lioh以及cei膜中的无机锂盐与空气中的二氧化碳反应生成碳酸锂熔融盐，进而和材料表面的岩盐相反应生成修复好的层状三元材料。该方法为了去除导电剂及粘结剂pvdf，首先利用有机试剂浸泡，再进行退火处理以去除彻底，过程复杂，同样也没考虑在退火过程中粘结剂对于正极材料的损害。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种在电池材料再生过程中提高正极材料性能的前处理方法，由于电池正极极片使用的粘结剂主流为含氟粘结剂(如，聚偏氟乙烯pvdf、聚四氟乙烯ptfe)，为克服粘结剂去除过程中分解产物会对正极材料产生腐蚀，破坏正极材料的结构，影响正极活性材料的再生效果，本专利技术通过在去除导电剂及粘结剂过程中向正极材料中加入含锂化合物(对应锂电正极材料)或含钠化合物(对应钠电正极材料)作为腐蚀抑制剂与导电剂和粘结剂分解产物发生反应，减少对正极材料的腐蚀，能够有效提升后续再生处理(即，后处理)得到的再生材料的电化学性能。通过本专利技术前处理方法，能够有效提升电池正极材料再生后的电化学性能。
2、为实现上述目的，按照本专利技术提供了一种在电池材料再生过程中提高再生正极材料性能的前处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、(1)拆解废旧电池，获得正极极片；然后，将正极极片中的铝箔与正极极片上的材料层分离，得到正极材料；其中，所述废旧电池为废旧锂离子电池或废旧钠离子电池；
4、(2)将步骤(1)中获得的正极材料与固态的腐蚀抑制剂混合得到混合物，接着在450℃-700℃的温度条件下煅烧，即可得到去除导电剂和粘结剂的正极活性材料，完成前处理；
5、其中，当所述废旧电池为废旧锂离子电池时，所述固态的腐蚀抑制剂为固态含锂化合物，该固态含锂化合物自身和/或在煅烧下的分解产物是碱性的；
6、当所述废旧电池为废旧钠离子电池时，所述固态的腐蚀抑制剂为固态含钠化合物，该固态含钠化合物自身和/或在煅烧下的分解产物是碱性的。
7、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(2)中，当所述固态的腐蚀抑制剂为固态含锂化合物时，所述固态的腐蚀抑制剂的锂含量与所述废旧电池所对应的电池正极材料所含的活性材料的摩尔之比为0.5％-10％；
8、当所述固态的腐蚀抑制剂为固态含钠化合物时，所述固态的腐蚀抑制剂的钠含量与所述废旧电池所对应的电池正极材料所含的活性材料的摩尔之比为0.5％-10％。
9、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(1)中，所述正极极片中的粘结剂为聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)两者中至少一种。
10、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(1)中，所述废旧电池为废旧锂离子电池，相应的，所述正极材料包括磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、镍锰酸锂、锰酸锂；
11、或者，所述废旧电池为废旧钠离子电池，相应的，所述正极材料包括磷酸钒钠、镍锰酸钠、镍铁锰酸钠。
12、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(2)中，所述煅烧所处的煅烧气氛为空气、氧气、氩气、氢气中的一种或多种；
13、优选的，当正极材料为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、镍锰酸锂、锰酸锂、镍锰酸钠或镍铁锰酸钠时，所述煅烧所处的煅烧气氛为空气或氧气中的一种或多种；
14、当正极材料为磷酸铁锂或磷酸钒钠时，所述煅烧所处的煅烧气氛为氩气或氢气中的一种或多种。
15、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(2)中，所述煅烧的时间不超过3h。
16、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤(2)中，所述固态含锂化合物选自氢氧化锂及其水合物、碳酸锂、氧化锂、草酸锂、醋酸锂及其水合物中的一种或多种；
17、所述固态含钠化合物选自氢氧化钠、碳酸钠、氧化钠、草酸钠、醋酸钠及其水合物中的一种或多种。
18、通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，通过引入腐蚀抑制剂(如，含锂化合物、含钠化合物)，并采用450℃-700℃的燃烧温度进行前处理，能够有效抑制导电剂和粘结剂(如，聚偏氟乙烯pvdf、聚四氟乙烯ptfe)煅烧过程中产生的具有腐蚀性的氟化氢，避免氟化氢刻蚀材料使产生孔洞和裂纹、使活性材料结构严重破坏，从而提高最终再生得到的正极活性材料的电化学性能。本专利技术使用含锂化合物(如，氢氧化锂、碳酸锂、氧化锂、草酸锂、醋酸锂)或含钠化合物(氢氧化钠、碳酸钠、氧化钠、草酸钠、醋酸钠)作为腐蚀抑制剂，这些材料自身或它们在高温(即，450℃-700℃)分解后的产物为碱性，易与氟化氢(含氟粘结剂分解产物)反应，所以可作为正极腐蚀抑制剂。之所以采用450℃-700℃的煅烧温度，这是因为目前商用导电剂均为碳材料，它们在450℃温度下均能够分解(以导电剂炭黑为例，炭黑的开始分解温度为450℃)，所以该温度为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在电池材料再生过程中提高再生正极材料性能的前处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，当所述固态的腐蚀抑制剂为固态含锂化合物时，所述固态的腐蚀抑制剂的锂含量与所述废旧电池所对应的电池正极材料所含的活性材料的摩尔之比为0.5％-10％；
3.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述正极极片中的粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)两者中至少一种。
4.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述废旧电池为废旧锂离子电池，相应的，所述正极材料包括磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、镍锰酸锂、锰酸锂；
5.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述煅烧所处的煅烧气氛为空气、氧气、氩气、氢气中的一种或多种；
6.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述煅烧的时间不超过3h。
7.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述固态含锂化
...【技术特征摘要】
1.一种在电池材料再生过程中提高再生正极材料性能的前处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，当所述固态的腐蚀抑制剂为固态含锂化合物时，所述固态的腐蚀抑制剂的锂含量与所述废旧电池所对应的电池正极材料所含的活性材料的摩尔之比为0.5％-10％；
3.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述正极极片中的粘结剂为聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)两者中至少一种。
4.如权利要求1所述前处理方法，其特征在于，所述步骤...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。