[发明专利]锂离子电池正极材料再生方法、正极材料和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锂离子电池正极材料再生方法、正极材料和锂离子电池，该再生方法包括以下步骤：将废电池的正极片直接粉碎后得到粉末材料；将粉末材料煅烧得到前驱体；将前驱体与锂源混合后球磨均匀，然后煅烧，制得可以再次利用的锂离子电池正极材料。本发明的再生方法，避免了废旧锂离子电池的正极活性材料与集流体的分离工序，正极片中铝集流体经过煅烧，与其他金属共同组成新型多元正极材料，铝的掺杂不仅减少传统正极材料回收中复杂的剥离工序，而且铝掺杂进入再生正极材料中可以提高正极材料结构稳定性；该方法提出了极其简易的废旧电池材料的回收和再生工艺，实现电池材料的低成本、大规模、高回收率再生，有良好的经济收益。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料回收与修复再生技术领域，尤其涉及一种锂离子电池正极材料再生方法、正极材料和锂离子电池。

背景技术

随着锂离子电池应用的急剧增加，废旧锂离子电池的处理问题逐渐凸显。废旧锂离子电池中含有大量有价金属资源，回收技术是否优异，直接影响到锂离子电池行业的持续发展。当前锂离子电池正极材料主要分为：镍钴锰三元、磷酸铁锂、钴酸锂三类。目前对锂离子电池正极回收主要包括干法回收和湿法回收；干法回收是通过物理方法将活性物质从集流体上脱落下来，得到前驱体进而将金属元素回收，或者根据前驱体中各金属的含量及其比例添加相应质量的锂源，进行高温煅烧，得到目标产物。主要是通过物理分选法和高温热解法，不经过其他的化学反应，但单纯的物理分离效果不好，分离程度低且耗时较长。湿法回收技术工艺比较复杂，湿法是以各种酸碱性溶液为转移媒介，将金属离子从电极材料中转移到浸出液中，利用各种化学反应以及物理化学分离手段，将金属元素从溶液中提取出来。当前，锂电池正极材料回收均竭力去除掉正极极片中的铝箔集流体和其它辅助材料，以便剔除不必要的杂质，进一步得到纯度更高的正极回收成分。因此，为避免金属同杂质一起析出，在回收金属过程当中还需要控制溶液pH，增加了回收过程中的控制条件，复杂的工艺流程与反应需要消耗大量反应材料和试剂，增加了回收成本。现有技术中大多需要将集流体与活性材料分离，由于分离集流体工艺复杂，分离效果较低，会大幅度提升材料的回收成本。

基于现有技术中回收锂离子正极材料的现状，有必要对此进行改进，通过简化回收流程，大幅度降低材料的生产工序，实现锂离子电池回收工艺的改进，实现经济效益。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种锂离子电池正极材料再生方法、正极材料和锂离子电池，以解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池正极材料再生方法，包括以下步骤：

将废电池的正极片粉碎后得到粉末材料；

将粉末材料于490～520℃下煅烧1～2h得到前驱体；

将前驱体与锂源混合后球磨均匀，然后煅烧即完成正极材料的再生。

可选的，所述的锂离子电池正极材料再生方法，煅烧具体包括：先于490～520℃下煅烧4～6h，然后于600～1000℃下煅烧10～20h。

可选的，所述的锂离子电池正极材料再生方法，废电池的正极片中正极材料包括磷酸铁锂材料、镍钴锰三元材料、钴酸锂材料中的一种。

可选的，所述的锂离子电池正极材料再生方法，回收得到的正极材料中均含有掺杂铝成分，铝来自于铝集流体。

可选的，所述的锂离子电池正极材料再生方法，所述锂源包括碳酸锂或氢氧化锂。

可选的，所述的锂离子电池正极材料再生方法，所述前驱体中金属元素的物质的量之和与锂源的物质的量的比值为1:0.5～1.5。

可选的，所述的锂离子电池正极材料再生方法，将废电池的正极片置于球磨机中粉碎30～60min后得到粉末材料。

可选的，所述的锂离子电池正极材料再生方法，将前驱体与锂源混合后置于球磨机中球磨30～60min。