[发明专利]氧化条件下的再锂化

说明书

公开了回收锂离子电池正极材料的方法的实例。一个实例提供了一种方法，包括：在含有锂离子和氧化剂的溶液中将正极材料再锂化；以及在再锂化后，将正极材料从溶液中分离。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月7日递交的发明名称为“氧化条件下的再锂化”的美国分案申请62/276,183的优先权，其全部内容在此为所有目的通过引用方式整体并入本申请。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

美国政府在发明中具有已付许可，并且在有限的情况下有权要求专利权人根据由美国国家科学基金会授予的创新研究奖1448061CT12条款和国防后勤局授予的SP 4701-15-C-0097合同以合理条款许可他人。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，更具体涉及锂离子电池的正极材料的回收。

背景技术

锂离子电池为从汽车到智能电话的产品提供电力。这些电池可以在多个循环内再充电，能够承受各种环境因素，并且具有相对长的使用寿命。然而，它们最终会失效或在失效前被丢弃，因此导致了大量且不断增长的废物流。鉴于这种情况，出现了环境法规、行业标准和收集服务以促进锂离子电池的回收。

发明内容

公开了回收锂离子电池的正极材料的方法的实施例。一个实施例提供一种方法，包括：在含有锂离子和氧化剂的溶液中将正极材料再锂化；以及在再锂化后，将正极材料从溶液中分离。

附图说明

图1示出根据本公开实施方式的回收锂离子电池的示例性方法。

图2示出示例性的NCA电极材料的X射线粉末衍射图。

图3示出与未处理的NCA标准电极材料相比，示例性的水热处理的回收的NCA电极材料的第一次充放电循环的比容量的图。

图4示出其它示例性的NCA电极材料的X射线粉末衍射图。

图5示出示例性未处理的NCA标准电极材料的随充放电循环数变化的比容量的图。

图6示出示例性的水热处理的回收的NCA电极材料的随充放电循环数变化的比容量的图。

图7示出洗涤和干燥后水热处理的回收的示例的随充放电循环数变化的比容量的图。

图8示出示例性NCA电极材料的放电比容量。

图9示出回收先前使用过的锂离子电池的正极材料的另一示例方法。

图10示出与未处理的标准电极材料相比，示例性氧化水热处理的NMC 622电极材料初始充放电循环的电压对比容量的图。

图11示出与未处理的标准电极材料相比，示例性氧化水热处理的NMC 622电极材料的第一次充放电循环的比容量的图。

图12示出根据实施例的回收的混合电极、与有氧化水热处理和锂的固态添加的相同电极的放电比容量的比较。

具体实施方式

相对新材料废锂离子正极材料可能有已经耗尽锂的水平。废锂离子正极材料的回收工艺因此可以包括废正极材料的再锂化。再锂化可以以各种方式进行。例如，再锂化可以通过在水性锂离子溶液中对废正极材料的水热处理来进行，该水性锂离子溶液例如为氢氧化锂溶液。水热反应后的废电极材料可接着从溶液中取出，并烧结以形成回收的电极材料。2015年8月6日提交的发明名称为“回收锂离子电池的正极材料”的美国申请第14/820504号公开了这种回收工艺的示例，其全部内容在此通过引用并入本申请。发明名称为“将锂再引入至回收的电池材料”的美国专利第8,846,225号也描述了各种示例性的再锂化技术，其全部内容在此通过引用并入本申请。