[发明专利]一种失效锂离子电池正极材料预处理方法

说明书

一种失效锂离子电池正极材料预处理方法，包括以下的步骤：S1称取锂盐，加水配制浓度≥0.1mol/L的锂盐溶液；其中，所述的锂盐为无机锂盐；S2测试失效正极材料的缺锂比例x，将S1的锂盐溶液与失效正极材料混合，得到混合物；其中，锂盐溶液的锂与正极材料的摩尔比大于等于失效正极材料的缺锂比例x；S3将S2的混合物在高压水热釜中进行水热反应，监控釜内混合物的的Li⁺浓度，直至浓度不继续降低，反应完成；其中，水热反应温度≥100℃；S4降温，过滤除去溶剂，水洗除去残余锂盐，烘干得到补锂的正极材料。本发明的方法，能够提高回收材料的再生效率和性能指标，重复性好、资源利用率高，工序简单高效，具有非常高的社会经济价值。

技术领域

本发明涉及一种退役锂离子电池材料回收与修复再生处理方法，具体的，涉及一种失效锂离子电池正极材料预处理方法，属于废旧锂离子电池回收及资源循环利用领域。

背景技术

近年来，快速增长的消费电子、电动汽车和储能市场对锂离子电池的需求激增，同时带来大量的退役电池。据统计，2018年中国累计废旧锂电池达到12.08GWH，累计报废量将达到17.25万吨左右。如果采取普通垃圾处理方法，其中的钴、镍、锂、锰等金属以及无机、有机化合物必将造成严重的污染。而锂、钴、镍等高价的稀有金属，经过有效的回收处理，则能够避免环境污染，且能够为电池生产商约大量的生产成本，具备非常高的经济价值。鉴于数量巨大、环境保护和宝贵的资源，回收废旧锂电池非常必要，并且已成为世界各地的研究热点。

现有的失效锂离子电池正极材料回收方法主要包括火法冶金和湿法冶金。火法冶金主要是将电池拆解后直接高温煅烧，得到金属氧化物或金属合金，该方法能耗较高，且造成环境污染；湿法冶金主要是溶解、萃取、分离、沉淀等，获得各种元素或化合物，该方法工序复杂，且过程使用酸碱对环境造成污染。

相比于上述回收过程，另有一种简单、绿色处理回收再生方法，即不将废旧材料进行分解和元素分离，而是直接补锂合成为电池可用的材料。

针对缺锂的失效正极材料，现有的补锂技术主要为配锂烧结，该方法通过调配合适比例的锂盐与失效材料，在材料成相温度进行烧结(700℃)，以达到补锂与容量恢复的目的。该方法方便快捷，但补锂效果不理想，补锂后Li/Me比例通常不超过90％。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种失效锂离子电池正极材料预处理方法，通过水热法对循环、高温、倍率等工况引起的容量衰减电池的失效正极材料进行补锂，有利于提高回收材料的再生效率和性能指标；同时具有重复性好、资源利用率高，工序简单高效，具有非常高的社会经济价值。

为了实现上述的技术目的，本发明采用如下的技术方案。

一种失效锂离子电池正极材料预处理方法，包括以下的步骤：

S1称取锂盐，加水配制浓度≥0.1mol/L的锂盐溶液。

其中，所述的锂盐为无机锂盐，更为优选的，为LiOH、Li₂CO₃、Li₂SO₄的一种或者多种的混合物。

优选的，锂盐溶液的浓度为1-5mol/L，优选的为2-5mol/L。

S2测试失效正极材料的缺锂比例x，将S1的锂盐溶液与失效正极材料混合，得到混合物。

其中，锂盐溶液的锂与失效正极材料的摩尔比大于等于失效正极材料的缺锂比例x。

更为优选的，锂盐溶液的锂与失效正极材料的摩尔比，是失效正极材料的缺锂比例x的2-20倍，更为优选的为2-5倍。

所述失效正极材料为层状LiMeO₂，其中Me为Ni、Co或Mn的一种或多种的混合物；