[发明专利]一种报废磷酸铁锂电池的正极废料再生方法

说明书

本发明公开了一种报废磷酸铁锂电池的正极废料再生方法，具体涉及锂电池正极再生工艺技术领域。本发明对正极片进行粉碎，将铝箔和正极废料进行分离，添加补锂改性剂，同时进行微波辅助水热处理，可有效加速补锂改性剂和正极废料进行反应，加速补锂再生和废料的浸出效果，使得正极废料再生后具有良好的物理、化学和电化学性能；对压片煅烧处理、洗涤、抽滤处理，得到再生后的正极材料；在再生正极材料上形成多层二氧化钛介孔薄膜，同时纳米银离子和碳纳米管可插接到多层二氧化钛介孔薄膜内部，可有效保证再生正极材料的高比容量性能，使得再生正极材料表面电阻更小，可有效提高再生正极材料的放电比容量和长循环稳定性。

技术领域

本发明涉及锂电池正极再生工艺技术领域，更具体地说，本发明涉及一种报废磷酸铁锂电池的正极废料再生方法。

背景技术

磷酸铁锂电池，是一种使用磷酸铁锂(LiFePO₄)作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池。LiFePO₄具有较高的容量，低廉的价格，高的安全性以及环境友好等优点，是最有应用前景的锂离子电池正极材料。LiFePO₄电池具有高能量密度，安全性能好，无记忆效应，寿命长等优点，因此使用量在不断增加，然而，巨大的锂离子电池生产消费带来了数目惊人的报废电池。电池经过长期使用后，充放电容量会降低，最终不能满足使用的要求。其中原因之一是LiFePO₄会发生部分分解，产生FePO₄和P₂O₅等杂质。因此，为了使正极废料能被重新利用，许多学者进行了这方面的研究。

现有的报废磷酸铁锂电池的正极废料再生方法，在热处理过程中由于Li₂O的挥发，并不能使修复效果达到最佳。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种报废磷酸铁锂电池的正极废料再生方法。

一种报废磷酸铁锂电池的正极废料再生方法，具体再生步骤如下：

步骤一：将拆解下来的正极片进行粉碎处理，得到正极粉碎料；

步骤二：将步骤一中制得的正极粉碎料加入到在pH＝9～11的稀NaOH溶液中进行搅拌、离心，得到从铝箔上脱落的正极废料；

步骤三：将步骤二中制得的正极废料在65～75℃下真空干燥8～12h，420～480r/min球磨2～5h，过筛后得到待补锂再生的正极废料；

步骤四：将步骤三中制得的待补锂再生的正极废料添加补锂改性剂，进行微波辅助水热处理10～15分钟，然后进行真空干燥、球磨、过300～400目筛，得到补锂的正极废料；

步骤五：将步骤四中制得的补锂再生的正极废料进行压片，放入管式炉中煅烧，得到煅烧补锂正极废料；

步骤六：将步骤五中制得的煅烧补锂正极废料使用去离子水进行洗涤、抽滤，干燥后即可得到再生后的正极材料。

进一步的，在步骤四中，微波辅助水热法中，微波功率为300～400W，温度为175～215℃；在步骤五中，煅烧在H₂/Ar气氛下进行，升温速度为1～3℃/min，煅烧温度分别为600～800℃，煅烧时间为1～3h，H₂/Ar气氛中H₂含量为3～5％。

进一步的，在步骤四中，待补锂再生的正极废料与补锂改性剂的重量比为：1∶1～2。

进一步的，在步骤二中的所述补锂改性剂按照重量百分比计算包括：51.40～52.20％的碳酸锂、3.80～4.60％的淀粉、5.20～5.60％的硝酸银、5.40～6.20％的硫酸钛、0.35～0.55％的硅烷偶联剂、5.20～5.80％的碳纳米管，其余为去离子水；

所述补锂改性剂的制备工艺，具体制备步骤如下：