【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种闭环循环环保的高效回收再生ncm阴极材料的制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池(libs)由于其较高的能量密度、较宽的工作温度范围和较长的使用寿命而被誉为最有前途的储能设备，并被广泛应用于许多行业，包括便携式电子设备、混合动力汽车(hev)、电动汽车(ev)和插电式混合动力汽车(phevs)。近年来，电动汽车以每年数千万辆的速度进入市场，导致退役锂离子电池的数量大幅增加。据统计，到2025年，中低功率集成电路的总需求量将达到439.32gwh，然大量电池引入市场将会带来退役风暴，这不仅将给生态环境带来巨大挑战，还将导致大量资源消耗导致电动汽车成本高昂。因此废旧锂离子电池的回收和功能性再利用是非常必要的，具有更大的发展潜力。
2、目前，在广泛应用的libs阴极中，ncm阴极与licoo2以及lifepo4相比具有更高的能量密度和更低的成本，且其优异的高压循环稳定性被认为是最有前途的libs阴极材料之一。近年来，许多文章报道了废旧锂离子电池阴极材料的回收策略。作为传统回收技术的代表，火法冶金和湿法冶金技术只强调从废弃的阴极材料中回收稀有金属元素(如钴、镍和锂等)。火法冶金能耗较高且会产生大量有毒气体。湿法冶金成本低回收率高但仍存在许多瓶颈，限制了其广泛的应用。例如，金属过程分离过程复杂，使用强酸强碱溶液造成二次污染，同时浸出液无法回收，降低了回收过程的经济可行性。因此，需要寻求一种真正绿色和可持续的废阴极材料再生技术是促进libs产业持续繁荣的关键。
3、基于以上问题，本
技术实现思路
1、本专利技术的目的是通过勒夏特列原理设计一种无碱溶液回收退役ncm阴极的方法。以环保型柠檬酸为浸出剂，在合适的固液比以及酸溶液浓度条件下浸出，li、ni、co和mn金属元素的浸出率较高。解决了传统湿法采用强酸强碱溶液，易造成二次污染的技术问题。同时，本专利技术所使用的柠檬酸较为安全，浸出液可以回收利用，降低了整体成本。解决了现有技术中渗滤液无法回收，成本高的问题。本专利技术在全酸性溶液中获得li、ni、co和mn的前体，且回收率高达98％以上。将所得前体与一定量的lioh混合，经过煅烧所得再生阴极显示出良好的α-nafeo2层状结构，并表现出优异的电化学性能，这项工作为实现退役电池提供了一种绿色、高效且可循环的回收再生方法。
2、一种基于勒夏特列原理对退役ncm阴极材料回收再生方法，具体包括如下步骤：
3、步骤1：首先将废旧电池置于盐水中进行放电，将放电完全的电池进行拆解，将收集到的阴极箔经dmc洗净，干燥，切成小块，随后置于马弗炉中，升温至380℃-580℃保温3-7h，随室温冷却后收集铝箔上的黑色物质，研磨过筛，所得黑粉，记为c-ncm；
4、步骤2：配置浓度为1.4-1.7mol/l的柠檬酸溶液置于烧杯中，按照固液比20-25g：1l称取c-ncm；
5、步骤3：将称取的c-ncm加入到配好的柠檬酸溶液中，升高温度至60-90℃，搅拌30-60min后，加入还原剂，还原剂用量为c-ncm质量的0.4-0.6倍，持续搅拌2-5h，待c-ncm完全浸出，溶液变为微紫红色且透明，记为溶液a；
6、步骤4：称取c-ncm质量的3-4倍的草酸加入到溶液a中，搅拌3-6h，溶液中产生浅绿色沉淀，抽滤，所得浅绿色沉淀放入60-80℃干燥箱干燥8-10h，所得绿色粉末记为p1-ncm，抽滤所得溶液为透明微黄溶液，记为溶液b；
7、步骤5：按照c-ncm与溶液b固液比20-25g：1l称取c-ncm，再称取c-ncm质
8、量0.4-0.6倍的还原剂，将c-ncm和还原剂加入到溶液b中，持续搅拌2-5h，待c-ncm完全浸出，再加入c-ncm质量的3-4倍的草酸，搅拌3-6h，溶液中产生浅绿色沉淀，抽滤，所得浅绿色沉淀放入60-80℃干燥箱干燥8-10h，所得绿色粉末记为p2-ncm；
9、步骤6：将上述所得p1-ncm和p2-ncm混合，记为p-ncm，按照p-ncm和氢氧化锂质量比为6-8:1的比例称取氢氧化锂，加入适量乙醇作为溶剂，放入行星球磨机，球磨5-7h，球磨结束后放入60-80℃干燥箱进行干燥，将干燥后的固体转移至马弗炉，预烧500℃-550℃保温3-6h，升温至870-930℃保温10-12h，随炉冷却所得黑色粉末，研磨、过筛，记得到再生阴极r-ncm。
10、在一个优选方案中，所述的步骤1)中收集c-ncm的煅烧温度为530℃。
11、在一个优选方案中，所述的步骤2)中选用的柠檬酸的浓度为1.5mol/l。
12、在一个优选方案中，所述的步骤2)中选用的浸出固液比为20g/l。
13、在一个优选的技术方案中，所述的步骤3)和步骤5)中选用的还原剂为葡萄糖、果糖、抗坏血酸、半乳糖、乳糖、麦芽糖、水合肼中的一种。
14、在一个优选的技术方案中，所述的步骤3)中选用搅拌温度为90℃
15、在一个优选的技术方案中，所述的步骤3))和步骤5)中选用的还原剂的添加量为0.5倍。
16、在一个优选的技术方案中，所述的步骤4)中选用的草酸添加量为c-ncm质量的3倍。
17、在一个优选的技术方案中，所述的步骤4)中选用的搅拌的时间为4h。
18、在一个优选的技术方案中，所述的步骤6)中选用球磨的时间为7h。
19、在一个优选的技术方案中，所述的步骤6)中选用预烧温度为550℃。
20、在一个优选的技术方案中，所述的步骤6)中预烧温度的保温时间为5h。
21、在一个优选的技术方案中，所述的步骤6)中合成温度为880℃。
22、有益效果：
23、1)本专利技术基于勒夏特列原理，利用离子反应对退役ncm阴极进行无碱高效绿色闭环回收利用。在回收过程中，以柠檬酸为浸出剂，将草酸加入浸出液中沉淀后，溶液体系中pka值较大的草酸释放羧酸基中的h+，与柠檬酸离子结合，发生复合分解反应，同时得到草酸前体和柠檬酸。避免了传统湿法冶金中强酸强碱的使用；
24、2)本专利技术实现了浸出液循环再利用，简单和环保的策略使本专利技术低投入的同时，为废旧锂电池阴极材料的回收和再生提供了高效和绿色的解决方案。
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1.一种基于勒夏特列原理对退役NCM阴极材料回收再生方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述还原剂为葡萄糖、果糖、抗坏血酸、半乳糖、乳糖、麦芽糖、水合肼中的一种。
3.如权利要求2所述的回收方法，其特征在于：柠檬酸的浓度为1.5mol/L。
4.如权利要求3所述的回收方法，其特征在于：所述的步骤4)中选用的搅拌的时间为4h。
5.如权利要求4所述的回收方法，其特征在于：所述的步骤6)中选用球磨的时间为7h。
6.如权利要求5所述的回收方法，其特征在于：所述的步骤6)中选用预烧温度为550℃。
7.如权利要求6所述的回收方法，其特征在于：所述的步骤6)中预烧温度的保温时间为5h。
8.如权利要求7所述的回收方法，其特征在于：所述的步骤6)中升温至880℃，保温10h。
【技术特征摘要】
1.一种基于勒夏特列原理对退役ncm阴极材料回收再生方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述还原剂为葡萄糖、果糖、抗坏血酸、半乳糖、乳糖、麦芽糖、水合肼中的一种。
3.如权利要求2所述的回收方法，其特征在于：柠檬酸的浓度为1.5mol/l。
4.如权利要求3所述的回收方法，其特征在于：所述的步骤4)中选用的搅拌的时间为...
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