[发明专利]用废旧锂离子电池合成高性能锂离子电池正极材料的方法

权利要求书

1.一种利用废旧锂离子电池正极材料合成锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)从废旧锂离子电池中获取需要回收再生的正极极片，得到废旧锂离子电池正极材料；

(2)对所述步骤(1)得到的所述废旧锂离子电池正极材料中所含的各金属元素的含量进行检测，得到各金属元素的摩尔比；

(3)根据预先设定的目标锂离子电池正极材料基体的组成，结合所述步骤(2)测得的各金属元素的摩尔比，向所述步骤(1)得到的所述废旧锂离子电池正极材料中添加其他原料以补充元素，然后混合均匀，得到组分调控后的材料；该组分调控后的材料中，各金属元素的摩尔比满足预先设定的目标锂离子电池正极材料基体中各金属元素的名义化学剂量比；其中，所述其他原料为锂源原料、钴源原料、镍源原料、锰源原料、铝源原料、掺杂原料中的至少一者；

(4)将所述步骤(3)得到的所述组分调控后的材料，浸泡在表面处理剂中，经过充分搅拌，然后加热蒸发得到固体粉末；接着，对所述固体粉末进行煅烧，从而得到同时实现组分调控及表面处理的锂离子电池正极材料产物；该锂离子电池正极材料产物由目标锂离子电池正极材料基体和位于基体表面的包覆层构成。

2.如权利要求1所述利用废旧锂离子电池正极材料合成锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述表面处理剂中所含的溶质组分包含补锂组分、包覆组分的至少一种；其中，所述补锂组分选自：茚锂、蒽锂、萘锂、菲锂、芘锂、1-甲基萘锂、2-甲基萘锂、二苯甲酮锂、联苯锂、醋酸锂、碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂；所述包覆组分为目标包覆元素的硝酸盐、硫酸盐、氯盐、醋酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氟化物、乙基化合物、乙氧基化合物、酯类化合物或氢氧化物，所述目标包覆元素选自Mg、Al、Ti、Zr、F、Cr、Nd、Nb、Cd、B、Ta、Zn、Y、Tb、Pr、Nb、Fe、Ni、Co、Mn、Si、La；

优选的，当所述表面处理剂中所含的溶质组分包含包覆组分时，还配合包含有反应组分，所述反应组分为硅酸、磷酸二氢铵、氨水、柠檬酸、醋酸、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化锂、磷酸氢二铵、碳酸氢铵中的一种或多种；

所述表面处理剂中所含的溶剂组分为酯类溶剂、醇类溶剂、羧酸类溶剂、酰胺类溶剂、砜类溶剂、水中的一种或多种；更优选为四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、水中的一种或多种。

3.如权利要求2所述利用废旧锂离子电池正极材料合成锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，包覆层中Li、Mg、Al、Ti、Zr、F、Cr、Nd、Nb、Cd、B、Ta、Zn、Y、Tb、Pr、Nb、Fe、Ni、Co、Mn、Si、La元素的总含量与所述目标锂离子电池正极材料基体质量的百分比不超过10％。

4.如权利要求1所述利用废旧锂离子电池正极材料合成锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述检测具体是利用原子发射光谱ICP、X射线荧光光谱XRF、或X射线能谱EDS进行的。

5.如权利要求1所述利用废旧锂离子电池正极材料合成锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述锂源原料为氧化锂、碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或多种；

所述钴源原料为钴的氧化物、碳酸钴、氢氧化钴、草酸钴、醋酸钴中的一种或多种；

所述镍源原料为镍的氧化物、碳酸镍、氢氧化镍、草酸镍中的一种或多种；

所述锰源原料为锰的氧化物、碳酸锰、氢氧化锰、草酸锰中的一种或多种；

所述铝源原料为铝的氧化物、氢氧化铝、草酸铝中的一种或多种；

所述掺杂原料为包含Mg、Al、Ti、Zr、F、Cr、Nd、Nb、Cd、B、Ta、Zn、Y、Tb、Pr、Nb、La元素的化合物中的一种或多种。