[发明专利]废旧电池中钴酸锂正极材料的修复再生方法

说明书

本发明公开了一种废旧电池中钴酸锂正极材料的修复再生方法，该方法通过将拆解获得的钴酸锂正极极片进行煅烧处理，获得废旧钴酸锂；采用液碱和沸水依次对废旧钴酸锂进行加热，洗涤过滤，除去废旧钴酸锂中的杂质，获得废旧钴酸锂二次粉末；将废旧钴酸锂二次粉末、表面活性剂和钴盐分散于去离子水中，旋转蒸发，获得钴盐包覆的钴酸锂粉末；将钴盐包覆的钴酸锂粉末与锂盐混合，煅烧获得修复再生的钴酸锂正极材料；这样，本发明采用包覆技术，在材料表面包覆一层该材料的钴盐，最后通过补锂高温煅烧获得修复再生的钴酸锂正极材料，实现修复再生的同时达到包覆的目的，从而改善回收的钴酸锂正极材料的循环性能。

技术领域

本发明属于废旧电池回收利用技术领域，具体涉及废旧电池中钴酸锂正极材料的修复再生方法。

背景技术

常见的钴酸锂电池正极材料的回收利用主要包括有价金属的提取以及修复再生两种。

现有技术中，有价金属的提取通常采用酸浸出的方式溶解正极材料，获得有价金属离子的溶液，最后通过除杂、沉淀，得到有价金属的无机盐；这种有价金属的提取方式简单易行，是目前最常见的回收利用废旧电池的方法，但是，该提取方法的处理成本高，需要消耗大量酸碱，并且会产生大量三废，对环境造成严重污染。

修复再生则是将分离得到的正极材料通过补锂，实现材料的物理、化学指标的恢复，达到修复再生的目的；修复再生技术作为新兴技术，目前处于实验室研发中，该技术通过简单补锂，即可实现材料的修复再生，但是，与直接制备得到的电池材料相比，由于修复再生的电池材料其材料中存在一些杂质，在充放电的过程中，材料中的杂质会与电解液发生副反应，从而影响材料的循环性能，因此，该方法获得的电池材料的电化学性能却相差较远，难以与商业化的材料进行比较。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种废旧电池中钴酸锂正极材料的修复再生方法。

本发明还提供一种废旧电池中钴酸锂正极材料的修复再生方法，其方法通过以下步骤实施：

步骤1，将拆解获得的钴酸锂正极极片在200～600℃下进行煅烧2～8h，然后进行超声处理，最后过筛洗涤，获得废旧钴酸锂；

步骤2，采用液碱和沸水依次对所述废旧钴酸锂进行加热处理，过滤洗涤，取过滤浆料烘干，获得废旧钴酸锂二次粉末；

步骤3，将所述废旧钴酸锂二次粉末、表面活性剂和钴盐分散于去离子水中，旋转蒸发，获得钴盐包覆的钴酸锂粉末；

步骤4，将所述钴盐包覆的钴酸锂粉末与锂盐混合，在800～1000℃空气中煅烧2～8h，获得修复再生的钴酸锂正极材料。

上述方案中，所述步骤2具体通过以下步骤实施：

步骤2.1，将所述废旧钴酸锂分散于液碱中，加热搅拌，洗涤并过滤浆料，然后采用纯水和乙醇对所述浆料进行洗涤，最后烘干，获得废旧钴酸锂一次粉末；

步骤2.2，将所述废旧钴酸锂一次粉末在沸水中进行二次加热搅拌，洗涤并过滤浆料，最后烘干，获得废旧钴酸锂二次粉末。

上述方案中，所述步骤2.1中液碱的浓度为0.5～5M。

上述方案中，所述步骤2.1中加热温度为50～80℃，加热时间为0.5～4h。

上述方案中，所述步骤2.2中加热时间为0.1～2h。

上述方案中，所述步骤3中所述废旧钴酸锂二次粉末、表面活性剂和钴盐的摩尔之比为100:0.1～2:1～10。

上述方案中，所述步骤3中所述钴盐为可溶性钴盐，所述可溶性钴盐为硝酸钴、醋酸钴或硫酸钴中的一种。

上述方案中，所述步骤3中所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇，十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵中至少一种。