[发明专利]一种利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法

权利要求书

1.一种利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将废旧镍钴锰三元锂电池进行预处理，得正极材料粉末，然后将正极材料粉末进行碳热还原，得到含镍、钴、锂和锰元素的混合粉末；

（2）采用氨-碳酸氢铵体系对步骤（1）所得混合粉末进行氨浸出，得到浸出液和浸出渣，采用醋酸溶解浸出渣，过滤，得到醋酸锰溶液；

（3）检测步骤（2）所得浸出液中镍、钴和锂元素的浓度和醋酸锰溶液中醋酸锰的浓度，根据浸出液中各元素浓度拟合目标富锂锰基正极材料，计算并添加步骤（2）所得醋酸锰溶液以及镍、钴和锰的乙酸盐，得混合溶液，然后采用溶胶凝胶法制备富锂锰基正极材料前驱体；

（4）将步骤（3）所得富锂锰基三元正极材料前驱体进行煅烧，得到目标富锂锰基正极材料nLi₂MnO₃ ·(1-n)LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中n≤0.8，x≤0.6，y≤0.6，x+y+z=1；

步骤（1）中，所述碳热还原是将石墨与正极材料粉末混合，在氩气气氛中， 600～900℃烧结0.5～2h，得到混合粉末；

步骤（1）中，正极材料粉末与石墨的质量比为3～10:1；

步骤（2）中，氨-碳酸氢铵体系中氨浓度为300～400g/L，碳酸氢铵浓度为120～160g/L；

步骤（2）中，所述混合粉末与氨-碳酸氢铵体系的固液比为3～10g/L；

步骤（2）中，所述浸出的温度为50～70℃。

2.根据权利要求1所述利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤（2）中，醋酸的添加的物质的量为浸出渣中锰物质的量的5～20倍；所述醋酸为冰醋酸。

3.根据权利要求1或2所述利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述溶胶凝胶法是首先将混合液的pH值调节至7～8，然后，加入螯合剂，在80～90℃下反应8～10h，干燥，研磨，得富锂锰基正极材料前驱体。

4.根据权利要求3所述利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述螯合剂选自柠檬酸、PVP、蔗糖和EDTA中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述煅烧分为两段烧结，第一段烧结温度为500℃，烧结时间为6～10h；第二段烧结温度为700～900℃，烧结时间为10～12h；所述煅烧的升温速率为5～10℃。

6.根据权利要求3所述利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述煅烧分为两段烧结，第一段烧结温度为500℃，烧结时间为6～10h；第二段烧结温度为700～900℃，烧结时间为10～12h；所述煅烧的升温速率为5～10℃。

7.根据权利要求4所述利用废旧锂电池再生富锂锰基正极材料的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述煅烧分为两段烧结，第一段烧结温度为500℃，烧结时间为6～10h；第二段烧结温度为700～900℃，烧结时间为10～12h；所述煅烧的升温速率为5～10℃。