【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池正极材料，具体公开了一种锂离子电池三元正极料的回收再生方法及再生的三元材料。
技术介绍
1、近年来，随着新能源汽车行业的高速发展，锂离子电池需求快速增长，三元材料需求量日渐增多，电池达到一定寿命后需要重新进行拆解回收，三元材料正极中含有镍钴锰锂等元素，同时含有导电剂炭黑和粘结剂pvdf，如果回收方法不当将造成重大的环境污染。
2、目前普遍的回收方法是将三元材料使用浓酸溶解然后提纯金属化合物，该方法容易造成环境污染且存在重大安全隐患，且制造流程较长、前期设备投入大、制造成本极高，与新能源汽车行业绿色发展的初衷相悖，本专利技术采用干法工艺实现杂质元素分离，利用真空热解技术、纳米活化技术、高温助熔生长控制技术可有效的将三元材料进行回收，重新制备成单晶三元材料进行循环利用，该方法制造工艺流程简单，生产效率高、制造成本低、无环境污染，符合新能源行业绿色循环发展理念。
3、公布号为cn112194201a的中国专利申请文献，公开了一种回收废旧锂离子电池有价金属及再生三元正极材料的方法，包括以下步骤：将废旧锂离子电池放电、拆解、除杂得到正极片，通过高温去除正极片中的导电剂和粘结剂得到废旧三元正极材料；再生路线一可以分别通过添加还原剂的有机酸或者低共熔溶剂中浸出有价金属离子、采用海藻酸钠溶液交联金属离子形成具有三维网状结构的“蛋-盒结构”的凝胶、煅烧后得到再生三元正极材料，再生路线二通过球磨纳米化利于锂离子进入颗粒内部进行补锂、凝胶修补凹凸不平的表面、煅烧后得到再生三元正极材料。但该方法的制备成本
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有的三元正极材料残留锂含量高、材料活性低的问题。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
3、本专利技术的第一方面提出一种锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，包括以下步骤：
4、(1)将电池拆解后的三元材料极片粉碎后，在一定温度一定压力下进行烧结一定时间，得到去除聚偏二氟乙烯(pvdf)的混合物；
5、(2)将步骤(1)得到的混合物加入气旋筛中进行分离，去除炭黑，铝箔杂质，分离后得到纯度＞99％的三元材料；
6、(3)将步骤(2)回收得到的三元材料和三元前驱体材料、碳酸锂、碳酸锶按照一定比例加入到砂磨机中进行砂磨，得到纳米化的混合物；
7、(4)将步骤(3)得到的混合物加入到喷雾干燥机中于150℃进行喷雾干燥，得到高比表面积多孔隙率球形化的混合物；
8、(5)将步骤(4)得到的混合物，在一定温度一定压力一定氧气浓度下烧结一定时间，得到镍钴充分氧化的高比较面积混合物；
9、(6)将步骤(5)得到的混合物加入到高速混合机中重新进行混合，得到均匀性更好的混合物；
10、(7)将步骤(6)得到的混合物，在一定温度一定压力一定氧气浓度下烧结一定时间，得到大单晶三元材料。
11、有益效果：本专利技术采用真空热解技术有效的降低了pvdf分解温度，防止炭黑和镍钴在高温下发生氧化还原反应；采用纳米活化技术将粉体的比表面积提高，提高材料反应活性，降低了残留锂含量。
12、优选的，步骤(1)所述的一定温度为300-450℃，一定压力为：≤(-500)pa，一定时间为4-10h。
13、说明：负压有利于提高pvdf分解速度降低pvdf分解温度，可以实现低温下分解，防止炭黑在高温下与镍钴发生氧化还原反应。
14、优选的，步骤(3)所述三元前驱体材料的化学式为nixcoymn1-x-y(oh)2，其中x≤0.65。
15、优选的，步骤(3)所述的一定比例为：锶和镍钴锰的摩尔比为1:(100-500)，锂和镍钴锰的摩尔比为(1.03-1.08):1，前驱体材料中镍钴锰和回收三元材料中的镍钴锰摩尔比为1:(1-4)。
16、优选的，步骤(3)中纳米化的混合物的粒径为：＜1000nm。
17、优选的，步骤(5)所述的一定温度为650-750℃，一定压力为：(-20)pa—(-50)pa，一定氧气浓度为：氧气含量＞50％，一定时间为4-10h。
18、说明：负压有利于氢氧化镍钴锰和碳酸锂的快速分解，形成较高的孔隙率和较高的比表面积。
19、优选的，步骤(7)所述的一定温度为920-970℃，一定压力为：(+2)pa—(+10)pa，一定氧气浓度为：氧气含量＞80％，一定时间为10-16h。
20、说明：正压有利于镍钴的氧化，提高电性能。
21、本专利技术的第二方面提出采用上述方法得到的大单晶三元材料。
22、本专利技术的优点在于：
23、(1)采用固相法除去pvdf和炭黑，不会出现污染环境问题；
24、(2)采用真空热解技术有效的降低了pvdf分解温度，防止炭黑和镍钴在高温下发生氧化还原反应；
25、(2)采用纳米活化技术将粉体的比表面积提高，提高材料反应活性；
26、(3)采用高温助熔生长控制技术将材料在正压环境下烧结成电性能良好的大单晶正极材料；
27、(4)该方法工艺流程段，生产效率高，容易实现规模化低成本生产，更符合新能源行业绿色循环发展理念。
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1.一种锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(1)所述的一定温度为300-450℃，一定压力为：≤(-500)Pa，一定时间为4-10h。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(3)所述三元前驱体材料的化学式为NixCoyMn1-x-y(OH)2，其中x≤0.65。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(3)所述的一定比例为：锶和镍钴锰的摩尔比为1:(100-500)，锂和镍钴锰的摩尔比为(1.03-1.08):1，前驱体材料中镍钴锰和回收三元材料中的镍钴锰摩尔比为1:(1-4)。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(3)所述的一定比例为：锶和镍钴锰的摩尔比为1:300，锂和镍钴锰的摩尔比为1.05:1，前驱体材料中镍钴锰和回收三元材料中的镍钴锰摩尔比为1:2。
6.根据权利要求1所述的锂
7.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(5)所述的一定温度为650-750℃，一定压力为：(-20)Pa—(-50)Pa，一定氧气浓度为：氧气含量＞50％，一定时间为4-10h。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(7)所述的一定温度为920-970℃，一定压力为：(+2)Pa—(+10)Pa，一定氧气浓度为：氧气含量＞80％，一定时间为10-16h。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(7)所述的一定温度为950℃，一定压力为：(+6)Pa，一定氧气浓度为：氧气含量85％，一定时间为13h。
10.权利要求1-9任一项所述的回收再生方法得到的三元材料。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(1)所述的一定温度为300-450℃，一定压力为：≤(-500)pa，一定时间为4-10h。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(3)所述三元前驱体材料的化学式为nixcoymn1-x-y(oh)2，其中x≤0.65。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(3)所述的一定比例为：锶和镍钴锰的摩尔比为1:(100-500)，锂和镍钴锰的摩尔比为(1.03-1.08):1，前驱体材料中镍钴锰和回收三元材料中的镍钴锰摩尔比为1:(1-4)。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，步骤(3)所述的一定比例为：锶和镍钴锰的摩尔比为1:300，锂和镍钴锰的摩尔比为1.05:1，前驱体材料中镍钴锰和...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新鹏，王瑞庆，李雯，张磊，陈树娟，
申请(专利权)人：安徽天力锂能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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