[发明专利]一种动力电池逆向定位制备镍钴锰酸锂的方法和应用

说明书

本发明属于锂电池回收技术领域，提供一种动力电池逆向定位制备镍钴锰酸锂的方法和应用，该方法先将正极片和造渣剂混合磨碎，再烘干，冷却，加入铝粉，混匀，对混匀后的物料进行自蔓延反应，冷却，取下层粗制镍钴锰合金，将粗制镍钴锰合金磨碎，加入碱液，再浸泡，过滤，取滤渣清洗后烘干，得到多孔镍钴锰合金粉末，向多孔镍钴锰合金粉末加入锂盐溶液，搅拌和滴加碱液，陈化，过滤，取滤渣清洗后烘干，得到前驱体混合粉末，将前驱体混合粉末进行烧结和冷却，得到镍钴锰酸锂。本发明实现将废料与原料的短程对接，工艺流程短，所用原辅料消耗少，能耗低，处理成本低，污染物排放少，整个过程环境友好。

技术领域

本发明涉及锂电池回收技术领域，特别是涉及一种动力电池逆向定位制备镍钴锰酸锂的方法和应用。

背景技术

据工信部数据，2019年，新能源汽车产销分别完成124.2万辆和120.6万辆。其中，纯电动汽车产销分别完成102万辆和97.2万辆，在新能源汽车产业带动下，动力电池产业得到飞速发展。

新能源汽车的大量推广带动动力电池的大量使用，动力电池通常寿命为5-8年，经过一定时间的使用后，电池性能衰减，不满足消费者的使用需求，需要回收拆解处理。传统回收处理方法是将动力电池拆解，取其电芯依次进行热解、破碎、分选、酸溶、除杂、萃取、反萃、沉淀等工艺回收制备镍钴锰氢氧化物。传统方法处理正极片时，铝作为杂质需要进行处理，传统方法工艺流程长，原辅料消耗大，能耗较高，且处理后会产能二次废水，二次污染物处理成本较高，局限性明显。

逆向定位指在生命周期边界内，产品报废后，经过一定的处理，使之成为相同领域同等(或更优)品质产品的过程。废旧动力电池逆向定位循环制备镍钴锰酸锂可以缩短处理流程、减少二次污染，降低处理能耗，是未来的发展方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池逆向定位制备镍钴锰酸锂的方法和应用，该方法以废旧电池逆向定位处理重新制备电池用镍钴锰酸锂，实现将废料与原料的短程对接，工艺流程短，所用原辅料消耗少，能耗低，处理成本低，污染物排放少，整个过程环境友好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备镍钴锰酸锂的方法，包括以下步骤：

(1)将废电池拆解，分离，得到正极片、负极片和隔膜；

(2)将正极片和造渣剂混合磨碎，再烘干，冷却，加入铝粉，混匀；

(3)将步骤(2)混匀后的物料进行自蔓延反应，冷却，取下层粗制镍钴锰合金；

(4)将所述粗制镍钴锰合金磨碎，加入碱液，再浸泡，过滤，取滤渣清洗后烘干，得到多孔镍钴锰合金粉末；

(5)向所述多孔镍钴锰合金粉末加入锂盐溶液，搅拌和滴加碱液，陈化，过滤，取滤渣清洗后烘干，得到前驱体混合粉末；

(6)将所述前驱体混合粉末进行烧结和冷却，得到所述镍钴锰酸锂。

所述正极片的正极材料为镍钴锰酸锂，其中镍、钴、锰摩尔比为x：y：1-x-y，其中0＜x＜1，y＞0，x+y≤1。

优选地，步骤(2)中，所述造渣剂包括氧化钙、二氧化硅或氟化钙的一种或者多种，所述正极片和造渣剂的重量比为(15-20):1。更优选地，所述造渣剂为氧化钙和氟化钙的组合，其中氟化钙的加入量不需要特别的多，因为电池拆解后极片上会含有电解液，电解液在空气条件下会分解，电解液分解后生成氟化锂，氟化锂在高温下与氧化钙反应可得到氟化钙，这充分利用了废电池的特点。

优选地，步骤(2)中，所述正极片磨碎至粒度为1-20mm。

优选地，步骤(2)中，所述烘干的温度为100℃-180℃。

优选地，步骤(2)中，正极片和造渣剂磨碎后的混合料与所述铝粉的重量比为(2-5):1。