[发明专利]一种锂离子电池正极材料球形颗粒造粒方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池正极材料球形颗粒造粒方法，包括如下步骤：S1:将锂离子电池正极材料、导电炭黑和/或粘接剂混合均匀，即正极浆料；或直接以废旧正极浆料为原料；S2:将所述正极浆料或废旧正极浆料，干燥、粉碎，然后焙烧获得球形正极材料。本发明的上述方案不同于传统的正极材料造粒方法，以导电炭黑为引发剂，与正极材料和/或粘接剂混合均匀后进行焙烧，在热的驱动下自发形成球形颗粒；工艺简单，流程短，材料颗粒球形度好，可快速制备高压实密度的电极材料。

技术领域

本发明涉及电池材料制备与回收技术领域，特别涉及一种锂离子电池正极材料球形颗粒造粒方法。

背景技术

随着新能源汽车产业的快速发展，对于高安全性、低成本的锂离子电池要求越来越高，一定程度上促进了磷酸铁锂正极材料的发展与扩产。大量的磷酸铁锂电池需求同时带来了大量的退役废旧电池回收处理问题，为了实现对电池材料低成本循环回收利用，并提高磷酸铁锂正极材料制作的锂离子电池的能量密度，如何实现磷酸铁锂材料的改性优化从而提高材料的电化学性能与使用价值，是当今社会和企业关注的焦点。

当前，对于磷酸铁锂材料的合成制备方法包括高温固相法、水热合成法、溶胶-凝胶法等。高温固相法通过将含有二价铁离子的草酸盐与磷酸氢铵、锂盐混合，随后在还原性气氛或是惰性气氛中进行高温煅烧。传统高温固相法获得的磷酸铁锂正极材料颗粒粒径尺寸分布范围较大，颗粒形貌不规整，造成材料的压实密度较低，降低了电池的能量密度。水热合成法则是通过将前驱体材料溶解于水并置于反应釜中，在一定的压力和温度条件下进行反应。相较高温固相法，水热合成法具有能耗低、生产流程短、颗粒尺寸小等优点。如专利CN110921643B公开了一种水热法制备高压实密度的磷酸铁锂的方法，该方法将铁源、磷源、锂源与掺杂元素源加入反应釜中，通过水热反应获得反应液；随后将获得的浆料通过喷雾造粒的方式获得初始粒子，在保护性气氛下烧结，破碎获得磷酸铁锂材料。为了获得高压实密度的磷酸铁锂材料，目前主要通过改变合成工艺，使用球磨、喷雾干燥等手段减小颗粒尺寸，制备球形磷酸铁锂颗粒。如专利CN101638226B公开了一种球形磷酸铁锂的制备方法，该方法以锂盐、铁盐、磷酸盐为原料，高温烧结得到磷酸铁锂粉末；随后将磷酸铁锂粉末进行球磨，并在惰性气氛下再次加热，在高温下通过喷雾凝结与旋转炉体的方式获得类球形颗粒。

上述方法均能实现球形磷酸铁锂材料的制备，通过喷雾凝结与球磨结合的方式改变材料的颗粒尺寸与形状。但工艺流程繁琐，能耗需求大，对设备要求高，增加了企业的生产成本。

发明内容

本发明提供了一种锂离子电池正极材料球形颗粒造粒方法，其目的是为了解决现有技术中存在的问题，以实际市场需求为出发点，加入造粒引发剂，采用加热的方式获得球形颗粒。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种锂离子电池正极材料球形颗粒造粒方法，所述方法包括以下步骤：

S1:将锂离子电池正极材料、导电炭黑和/或粘接剂混合均匀，即正极浆料；或直接以废旧正极浆料为原料；

S2:将所述正极浆料或废旧正极浆料，干燥、粉碎，然后焙烧获得球形正极材料。

进一步的，所述粘接剂为PVDF、SBR中的一种，所述粘接剂混合比例占锂离子电池正极材料质量的0.1-4％。

进一步的，所述导电炭黑占锂离子电池正极材料的0.1-8％。

进一步的，所述焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为0.5-8h。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

(1)本发明的上述方案不同于传统的正极材料造粒方法，以导电炭黑为引发剂，与正极材料和/或粘接剂混合均匀后进行焙烧，在热的驱动下自发形成球形颗粒；