本发明专利技术涉及一种超声场强化失效钴酸锂材料水热修复的方法，具体步骤为：对锂离子电池拆解得到正极铝箔片；将其在400-450℃煅烧2-3小时，抖动使钴酸锂从集流体铝箔上脱落，得到钴酸锂粉末；将钴酸锂粉末浸入氢氧化锂溶液中，待混合后将混合液倒入超声波反应釜中，加热至150~180℃，施加超声波辐射6~12小时；待超声反应釜冷却后，从中取出混合溶液，清洗，过滤，干燥，获得修复后的钴酸锂材料。本方法可使钴酸锂较容易从集流体铝箔上脱落，有效去除部分附在钴酸锂表面的有机物，本方法明显增加了失效钴酸锂材料中锂离子的含量，并使钴酸锂的电化学性能明显提高，修复后的钴酸锂材料可重新作为生产锂离子电池的正极材料。本发明专利技术能有效地处置废弃的锂离子电池中的钴酸锂材料，在减少环境污染的同时又获得了可观的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护
，具体涉及。
技术介绍
锂电池以其所拥有的优良性能被广泛应用，随之也产生了大量的废弃锂电池。对废锂电池进行合理有效的资源化处置，尤其对正极材料钴酸锂回收再利用，不仅可以缓解潜在的环境污染压力，同时能解决钴资源紧张的问题，具有重大的意义。锂电池作为电子消耗品，使用一定年限后失效报废。研究表明，锂离子电池的正负极材料、电解液等对环境和人体健康具有一定影响。废锂电池被丢弃到环境中，因各种原因破裂使电池中的物质进入环境，会造成环境污染。对废锂电池进行合理有效的资源化处置，尤其对正极材料钴酸锂回收再利用，不仅可以缓解潜在的环境污染压力，同时能解决钴资源紧张的问题，具有重大的意义。目前，对钴酸锂的回收再生工艺主要有水热和两种处理方法。高温煅烧钴酸锂过程中会产生有害气体，造成环境污染，且能耗大，而水热处理方法要求的温度高，且反应时间长，对反应设备腐蚀性强，因此需要找到一种更佳的修复技术来处理失效钴酸锂材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种设备简易和操作简单的处理工艺，修复过程中能耗低，对环境影响小的超声场强化失效锂离子电池中钴酸锂材料水热修复的方法，并能重新作为生产锂离子电池的正极活性材料。本专利技术提出的，首先对锂离子电池进行放电处理后拆解得到正极铝箔片，在400-450°C的马弗炉中煅烧2-2.5小时后获得钴酸锂粉末，把钴酸锂粉末倒入f 2 mol/L的氢氧化锂溶液中，然后将混合液倒入超声波反应釜中，采用超声场强化-水热使氢氧化锂溶液中的钴酸锂实现修复，过滤洗涤干燥得到修复后的钴酸锂材料。整个反应在密闭高压反应釜中进行，反应釜溶液搅拌速度为10(Tl50rpm ;具体步骤如下: (1)选取废弃的锂离子电池，对其进行放电处理后拆解得到正极铝箔片； (2)将步骤(I)所得正极铝箔片放入马弗炉中，在400-450°C下煅烧2-3小时，待温度降至室温取出，抖动煅烧后的正极铝箔片，使钴酸锂从集流体铝箔上脱落，得到黑色钴酸锂粉末； (3)将钴酸锂粉末和氢氧化锂 溶液的混合液倒入超声波反应釜中，所述超声波反应釜包括电机1、压力表2、搅拌器3、加热管4、超声波发生器5和反应器，所述反应器内设有加热管4，搅拌器3插入反应器内，反应器底部设有超声波发生器5，搅拌器3顶部连接电机1，反应器顶部设有压力表2 ;称取IOg钴酸锂粉末，与氢氧化锂溶液混合至0.7L ;控制超声波发生器功率为999±2W，超声频率为25 kHz，在超声波反应釜中恒温加热，反应温度为15(Tl80°C，对超声波反应釜施加超声辐射，超声6 12h后，自然冷却； (4)待超声波反应釜冷却到室温时，过滤氢氧化锂混合溶液获得钴酸锂膏体，并使用去尚子水洗漆3^5次； (5)将过滤获得的钴酸锂材料，在60-80°C环境中干燥8 10小时，最后得到钴酸锂材料，可作为生产锂电池的正极材料。本专利技术中，氢氧化锂溶液的浓度为f 2 mol/L。本专利技术中，步骤(3)中所述混合液体积为反应器体积的60%_70%。本专利技术获得的钴酸锂材料进行电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)元素分析，修复前的钴酸锂材料中的Li/Co平均值值为0.74，修复后钴酸锂材料的Li/Co值增至1.0以上，显著地提高了钴酸锂材料中锂离子的含量，改善了钴酸锂由于贫锂而降低的电化学情况，从而恢复了具有良好电化学活性能的钴酸锂结构。本专利技术的有益效果在于:采用煅烧预处理的方法可使钴酸锂较容易从集流体铝箔上脱落，同时在此过程中可有效去除部分附在钴酸锂表面的有机物，超声场强化-水热的方法明显增加了失效钴酸锂材料中锂离子的含量，并使钴酸锂的电化学性能明显提高，因此修复后的钴酸锂材料可以 重新作为生产锂离子电池的正极材料。本专利技术能有效地处置废弃的锂离子电池中的钴酸锂材料，在减少环境污染的同时又获得了可观的经济效益。附图说明图1为实验反应装置一超声波反应釜。图中标号1、电机，2、压力表,3、搅拌器,4、加热管,5、超声波发生器。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。实施例1 (1)选取废弃的锂离子电池，对其进行放电处理后拆解得到正极铝箔片； (2)将正极铝箔片放入马弗炉中，在450°C煅烧2小时，待温度降下来，抖动焚烧后的铝箔片，使钴酸锂从集流体铝箔上脱落，得到黑色钴酸锂粉末 (3)将钴酸锂废料和氢氧化锂溶液的混合液倒入超声波反应釜中，混合溶液体积为0.7L，反应器安装有电加热装置、搅拌装置、温度控制装置、水流冷却装置，并在反应器底部安装超声变幅杆； (4)超声设备功率为999W，超声频率为25kHz，在密闭超声波反应釜中加热恒温150°C，对反应釜施加超声辐射，超声6小时后，自然冷却； (5)待超声波反应釜冷却到室温时，过滤氢氧化锂混合溶液获得钴酸锂膏体，并使用去离子水洗涤3次； (6)将过滤获得的钴酸锂材料，在80°C环境中干燥10小时，最后得到的钴酸锂材料作可作为新的锂电池的正极材料。对获得的钴酸锂材料进行电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)元素分析，修复前的钴酸锂材料中的Li/Co平均值值为0.71，修复后钴酸锂材料的Li/Co值增至1.04，显著地提高了钴酸锂材料中锂离子的含量，使钴酸锂具有良好的电化学性能。实施例2 (1)选取废弃的锂离子电池，对其进行放电处理后拆解得到正极铝箔片； (2)将正极铝箔片放入马弗炉中，在400°C煅烧2小时，待温度降下来，抖动焚烧后的铝箔片，使钴酸锂从集流体铝箔上脱落，得到黑色钴酸锂粉末 (3)将钴酸锂废料和氢氧化锂溶液的混合液倒入超声波反应釜中，混合溶液体积为0.7L，反应器安装有电加热装置、搅拌装置、温度控制装置、水流冷却装置，并在反应器底部安装超声变幅杆； (4)超声设备功率为800W，超声频率为25kHz，在密闭高压反应釜中加热恒温150°C，对高压釜施加超声辐射，超声10小时后，自然冷却； (5)待超声波反应釜冷却到室温时，过滤氢氧化锂混合溶液获得钴酸锂膏体，并使用去离子水洗涤3次； (6)将过滤获得的钴酸锂材料，在80°C环境中干燥10小时，最后得到的钴酸锂材料作可作为新的锂电池的正极材料。对获得的钴酸锂材料进行电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)元素分析，修复前的钴酸锂材料中的Li/Co平均值值为0.73，修复后钴酸锂材料的Li/Co值增至1.08，显著地提高了钴酸锂材料中锂离 子的含量，使钴酸锂具有良好的电化学性能。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声场强化失效锂离子电池中钴酸锂材料水热修复的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）选取废弃的锂离子电池，对其进行放电处理后拆解得到正极铝箔片；（2）将步骤(1)所得正极铝箔片放入马弗炉中，在400?450℃下煅烧2?3小时，待温度降至室温取出，抖动煅烧后的正极铝箔片，使钴酸锂从集流体铝箔上脱落，得到黑色钴酸锂粉末；（3）将钴酸锂粉末和氢氧化锂溶液的混合液倒入超声波反应釜中，所述超声波反应釜包括电机(1)、压力表(2)、搅拌器(3)、加热管(4)、超声波发生器(5)和反应器，所述反应器内设有加热管(4)，搅拌器(3)插入反应器内，反应器底部设有超声波发生器(5)，搅拌器(3)顶部连接电机(1)，反应器顶部设有压力表(2)；控制超声波发生器功率为999±2W，超声频率为25?kHz，在超声波反应釜中恒温加热，反应温度为150~180℃，对超声波反应釜施加超声辐射，超声6~12h后，自然冷却；（4）待超声波反应釜冷却到室温时，过滤氢氧化锂混合溶液获得钴酸锂膏体，并使用去离子水洗涤3~5次；（5）将过滤获得的钴酸锂材料，在60?80℃环境中干燥8~10小时，最后得到钴酸锂材料。
【技术特征摘要】
1.一种超声场强化失效锂离子电池中钴酸锂材料水热修复的方法，其特征在于具体步骤如下: (1)选取废弃的锂离子电池，对其进行放电处理后拆解得到正极铝箔片； (2)将步骤(I)所得正极铝箔片放入马弗炉中，在400-450°C下煅烧2-3小时，待温度降至室温取出，抖动煅烧后的正极铝箔片，使钴酸锂从集流体铝箔上脱落，得到黑色钴酸锂粉末； (3)将钴酸锂粉末和氢氧化锂溶液的混合液倒入超声波反应釜中，所述超声波反应釜包括电机(I)、压力表(2)、搅拌器(3)、加热管(4)、超声波发生器(5)和反应器，所述反应器内设有加热管(4)，搅拌器(3)插入反应器内，反应器底部设有超声波发生器(5)，搅拌器(3)顶部连接电机(I)，反应器顶部设有压力表(...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺文智，张哲鸣，夏静，李光明，黄菊文，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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