[发明专利]一种锂离子电池三元正极材料的回收处理工艺

说明书

本发明公开了一种锂离子电池三元正极材料的回收处理工艺，包括如下步骤：将回收的三元正极材料、三元氢氧化物前驱体材料、复合锂盐与金属氧化物混合后装钵压实，依次进行切块，一次预烧，二次预烧，一次烧结，二次烧结，破碎分级后得到处理的三元正极材料。本发明能够制备出结晶良好、粒径正常、阴阳离子共掺杂的三元材料，可提升三元材料的粒径及振实密度，在改善三元材料加工性能的同时，可显著提升三元材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池三元正极材料的回收处理工艺。

背景技术

三元正极材料镍钴锰酸锂材料(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂)或镍钴铝酸锂材料(LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂)较好地综合了镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂三种正极材料的优点，规避了各自的缺点，具有能量密度高、循环性能好、安全性能和倍率性能较好等优点，且资源较为丰富、成本适中，被视为动力电池正极材料的热门候选。

目前三元材料的主流生产工艺为锂盐与球形三元氢氧化物前驱体混合后，进行高温烧结成相，再进行粉碎、批混、过筛、除磁、包装后得到成品，部分动力电池材料还经过了表面包覆修饰改性。在物料的粉碎过程中，部分球形三元成品材料被过度破碎，典型表现为粉体粒径不足2微米，甚至部分球形颗粒被破碎为不规则颗粒。这些被过度破碎的三元材料细粉，影响三元材料的振实密度和比表面积，也影响后续极片制作过程中的浆料合浆、辊压、分切、烘烤等一系列工序，最终影响电芯的能量密度、循环性能、安全性能和储存性能等。因此，为保障三元材料性能，生产过程中的三元材料细粉一般处理方式为分离后当做废料处理，或低价交给相关材料回收企业，提高了三元材料生产成本。

为了更好的解决三元材料细粉问题，中国专利CN106450553A公开了一种液相处理工艺：将细粉与助熔剂和溶剂混合层浆料，经喷雾干燥得到球形粉体再进行烧结处理。在助熔剂辅助下，三元材料的一次颗粒再次长大，改善其加工性能和电化学性能。但此工艺为液相处理工艺，且增加了喷雾干燥工序，工艺较复杂且生产成本较高。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池三元正极材料的回收处理工艺，本发明能够制备出结晶良好、粒径正常、阴阳离子共掺杂的三元材料，可提升三元材料的粒径及振实密度，在改善三元材料加工性能的同时，可显著提升三元材料的电化学性能。

本发明提出的一种锂离子电池三元正极材料的回收处理工艺，包括如下步骤：将回收的三元正极材料、三元氢氧化物前驱体材料、复合锂盐与金属氧化物采用高速混合机干法混合均匀后装钵压实，依次进行切块，一次预烧，二次预烧，一次烧结，二次烧结，破碎分级后得到处理的三元正极材料；

优选地，所述回收的三元正极材料为镍钴锰酸锂材料(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂)或镍钴铝酸锂材料(LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂)，其粒径不大于2um，所述三元氢氧化物前驱体材料为Ni_aCo_bMn_1-a-b(OH)₂或Ni_aCo_bAl_1-a-b(OH)₂，且a＝x，b＝y。

优选地，所述复合锂盐包括氯化锂。

优选地，所述复合锂盐中氯化锂(以锂计算)的摩尔含量为0.2-2％。

优选地，所述复合锂盐还包括硝酸锂、氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂中的至少一种。