[发明专利]一种废旧锂电池正极活性材料的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废电池正极活性材料的再生方法，尤其涉及一种废旧锂电池正极活性材料的再生方法。

背景技术

锂离子电池是一种绿色化学电源，具有电压高、能量密度大、重量轻、循环寿命长等优点，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑等各种便携式设备中。

近年来，由于这些产品近年来发展迅猛，因此，锂离子电池的用量也不断增大。随之而来的是大量的废锂离子电池的出现，这些废锂离子电池不经妥善处理无疑会对环境造成污染。此外，锂离子电池中大量使用了钴，而钴属于稀缺资源，原料价格昂贵，生产成本高，因此，如果直接将废锂离子电池丢弃，会造成资源浪费。

在现有的废锂离子电池的回收方法中，有直接将电池破碎，然后通过酸溶解，再通过化学沉淀的方法来回收各种金属元素的方法，或者破碎后通过焙烧的方法来回收金属材料。这种方法由于未将电池各部分分离，因此在处理过程中各种成分种类比较复杂，在后续回收过程中步骤较多。

例如，CN 101054631A公开了一种失效锂离子电池中有价金属的回收方法，其特征在于包括以下步骤：在失效锂离子电池外壳上穿孔进行解压；将穿孔后的失效锂离子电池放入电解液中进行放电处理；将放电处理后的锂离子电池进行焙烧处理；将焙烧后的锂离子电池进行破碎；将破碎后的锂离子电池进行磁选；将磁性物和非磁性物进行分级。其中，所述电解液是选自氯化钠、氢氧化钠、硫酸钠中的一种的电解质溶液，电解质溶液的重量百分比浓度为0.2-5％。该方法需要进行焙烧以及穿孔等工艺，步骤繁琐，能耗大。

另外，现有技术中也有先将电池各部分分离，然后再根据需要进行分别回收的方法。但是，一般情况下，锂离子电池内部结构紧密，通过常规的方法分离效果不好，分离起来成本较高，不利于工业化回收。

例如，CN 1747224A公开了一种从报废的锂离子电池中回收制备Li_xCoO₂的方法，式中X＝0.95-1.05，其特征在于包括以下步骤：将电池在水中切割开，使正极片与其它部件分离，并将正极片剪成小碎片；用N-甲基-2-吡咯烷酮将正极材料从铝箔上洗脱，取出铝箔并过滤得到黑色粉末；然后用硝酸或盐酸溶解该黑色粉末、过滤得到含Co^2＋、Li^＋的硝酸盐溶液或氯化物溶液；再在该含Co^2＋、Li^＋的硝酸盐溶液或氯化物溶液加入氨水，形成蓝色沉淀；同时通过补加氢氧化锂调整悬浮液中的锂与钴的摩尔比；最后，将悬浮液中的沉淀物过滤、干燥，在600-900℃下焙烧7-12小时得到Li_xCoO₂粉体。该方法在分离正极材料时，需要通过切割，操作繁琐。并且，现有的各种回收方法得到的正极活性材料高温性能和安全性能较低。

发明内容

为了克服现有技术中的回收方法得到的正极材料高温性能差，安全性能低的问题，本发明提供了一种废旧锂电池正极活性材料的再生方法，通过该方法再生的正极活性材料具有较高的安全性能和良好的高温性能，并且电池容量和循环性能好。

本发明公开的废旧锂电池正极活性材料的再生方法，包括：

a、取旧正极片，所述旧正极片包括正极集流体和附着于正极集流体表面的旧正极物料；从旧正极片上分离出旧正极物料；

b、对旧正极物料进行热处理，得到旧正极活性材料；

c、向旧正极活性材料中添加锂化合物，得到正极活性材料混合物；

d、将正极活性材料混合物在氧化性气氛中焙烧，然后降温，粉碎；

e、用去离子水洗涤粉碎后的正极活性材料混合物，直至洗涤后的去离子水的pH为7-9，然后烘干，得到再生的正极活性材料。

本发明中，通过采用去离子水洗涤粉碎后的正极活性材料混合物，除去添加锂化合物所带入的杂质离子，从而使再生的正极活性材料可重新使用，并且其高温性能和安全性能较好，电池容量和循环性能优异。另外，该方法工艺简单，适合工业化大规模生产，成本低，无污染，经济效益显著。而且用该方法再生的正极活性材料与制造锂离子二次电池正极的材料具有相同的结构，产品一致性高。

附图说明

图1是本发明实施例3再生得到的正极活性材料S3的XRD图。

图2是现有技术中的LiCoO₂的XRD图。

具体实施方式