[发明专利]一种废旧锂离子电池的正极材料回收方法

说明书

本发明公开一种废旧锂离子电池的正极材料回收方法，涉及电池正极材料技术领域。所述回收方法包括对废旧锂离子电池电芯的拆解得到正极片；将正极片放入液氮冷冻破碎机进行破碎，采用有机溶剂NMP浸泡，对其进行搅拌和超声处理将正极活性物质从集流体上脱离；将正极活性物质烘干后在马弗炉中高温煅烧，煅烧后对样品进行研磨处理；以有机酸和过氧化氢体系溶解回收研磨处理后的样品材料，沉淀得到回收的正极材料前驱体；在正极材料前驱体加入锂源混合煅烧得到回收的三元正极材料。消除了现有回收方法存在的缺陷，能回收再生有价资源以及实现对环境的保护，同时具备成本低、工艺简单以及易于产业化发展的优势。

技术领域

本发明涉及电池正极材料技术领域，具体的涉及一种废旧锂离子电池的正极材料回收方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。

锂离子电池包括：

正极：活性物质一般为磷酸铁锂、磷酸钒锂、富锂锰基和镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10-20微米的电解铝箔。

隔膜：一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

负极：活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

有机电解液：溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。

电池外壳：分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)、塑壳等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。

随着磷酸铁锂、磷酸钒锂、富锂锰基和镍钴锰酸锂材料在电池正极材料的广泛应用，对废旧电池正极材料的回收成为一项重要的工作，由于其含有钴镍等贵金属，所以其回收价值相对高；如何实现磷酸铁锂、磷酸钒锂、富锂锰基和镍钴锰酸锂材料的单独分离是废旧锂电池正极材料回收的研究热点；现有技术的的电池正极材料回收存在工艺流程长、试剂消耗大、能耗高和回收成本高等问题；同时也容易产生二次污染。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种废旧锂离子电池的正极材料回收方法，能回收再生有价资源以及实现对环境的保护，同时具备成本低、工艺简单以及易于产业化发展的优势。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种废旧锂离子电池的正极材料回收方法，包括以下步骤：

1)对废旧锂离子电池进行性能评估，评估完成进行放电处理并进行电芯的拆解得到正极片；

2)将正极片放入液氮冷冻破碎机进行破碎，采用有机溶剂NMP浸泡，对其进行搅拌和超声处理，经过筛分、洗涤将正极活性物质从集流体上脱离；

3)将正极活性物质烘干后在马弗炉中高温煅烧，煅烧后对样品进行研磨处理；

4)以有机酸和过氧化氢体系溶解回收研磨处理后的样品材料，沉淀得到回收的正极材料前驱体；

5)在正极材料前驱体加入锂源混合煅烧得到回收的三元正极材料。

进一步的，所述对废旧酸铁锂、磷酸钒锂、富锂锰基的正极材料回收，包括以下步骤：