[发明专利]一种由废旧锂离子电池正极材料再生制备类单晶三元正极材料的方法有效
申请号: | 202110525813.2 | 申请日: | 2021-05-14 |
公开(公告)号: | CN113328161B | 公开(公告)日: | 2022-06-03 |
发明(设计)人: | 张英杰;王皓逸;林艳;马路通;邓聪 | 申请(专利权)人: | 昆明理工大学 |
主分类号: | H01M10/54 | 分类号: | H01M10/54;H01M10/0525 |
代理公司: | 深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙) 44268 | 代理人: | 朱阳波 |
地址: | 650093 云南省*** | 国省代码: | 云南;53 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 废旧 锂离子电池 正极 材料 再生 制备 类单晶 三元 方法 | ||
1.一种由废旧锂离子电池正极材料再生制备类单晶三元正极材料的方法,其特征在于,包括:
步骤(1)、将废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料和过饱和锂源溶液加入水热反应釜中,进行水热处理,将水热处理后的料浆进行液固分离,得到粉末A;
步骤(2)、按照和步骤(1)中废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料相同摩尔比,将新的镍盐、钴盐和锰盐配置成前驱体溶液,然后将所述前驱体溶液进行喷雾干燥,将所述喷雾干燥制备的新鲜前驱体进行破碎后得到粉末B;将所述粉末B和步骤(1)制备的粉末A以及添加剂混合,然后进行煅烧处理,得到煅烧产物C;
步骤(3)、将所述煅烧产物C与锂源混合,在氧气的氛围下进行两段固相烧结,得到再生的类单晶形貌的正极材料;
其中,按所述锂源与所述粉末B的物质的量比为(1.1-1.2):1,将所述煅烧产物C与锂源混合。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述水热处理的温度为180℃-220℃,所述水热处理的压力为1-3MPa,所述水热处理的时间为2-14h。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述过饱和锂源溶液为过饱和碳酸锂溶液、过饱和氢氧化锂溶液、过饱和醋酸锂溶液中的一种或几种;所述过饱和锂源溶液的浓度为2-6mol/L,所述过饱和锂源溶液的体积与所述废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的质量的比为(5-20)mL:1g。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述将新的镍盐、钴盐和锰盐配置成前驱体溶液的步骤中,所述Ni:Co:Mn的摩尔比为1:1:1、5:2:3、6:2:2、8:1:1中的一种。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述喷雾干燥的工艺参数设置为:空气流量30-40m3/h,进风温度160-200℃,出风温度150℃,吸料速度500-800mL/h。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述破碎方法采用球磨破碎,所述球磨破碎的球料质量比为(5-40):1;所述球磨破碎的时间为6h-10h;所述球磨破碎的转速为200-600r/min。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述添加剂为聚乙二醇-6000、聚乙二醇-400、离子液体中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述煅烧处理为恒温煅烧处理,所述恒温煅烧处理的温度为450℃-650℃,所述恒温煅烧处理的时间为3-6h,所述恒温煅烧处理的煅烧氛围为空气。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、无水级醋酸锂中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述两段固相烧结中,第一段为350-450℃煅烧3-5h,第二段为800℃-950℃煅烧10-15h。
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