[发明专利]一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法

摘要

本发明涉及一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法。该方法以废旧三元动力锂离子电池为原料，将回收后的废旧三元正极材料通过溶胶‑凝胶法补加锂、过渡金属元素及一定量的助熔剂，并结合高温烧结，使废旧动力锂离子电池中的三元正极材料结构和性能得到了修复。选取既能够降低反应物的熔点，又有利于改善三元材料性能的助熔剂，避免了三元材料进一步的掺杂和包覆，缩短了加工工艺，制备出具有优性能和三元正极材料。在工业化方面具有生产效率高，操作简单易行，节约成本等优点，同时保护了环境,得到再生产品,实现废旧动力电池材料资源化利用，具有较大的经济效益和社会效益。

主权项

1.一种废旧动力锂离子电池三元正极材料的回收再生方法，其特征在于，包括如下歩骤：(1)废弃动力锂离子电池正极极片的提取：将放电完全的废弃三元动力电池拆解去壳后，将正极极片、负极极片、隔膜分离从电芯中分离出来。将所述的正极极片粉碎、筛分后，得到三元正极材料、粘结剂、导电剂及少量铝粉的混合物A。(2)三元正极材料废料的提纯：把步骤(1)得到的混合物A，放置于高温焚烧炉中，在氧化气氛下进行焚烧处理，经过自然冷却、筛分后，得到三元正极材料与极少量铝的混合物B。将所述混合物B放置于浓度为4‑10mol/L的氢氧化钠溶液中，除去少量铝粉，经过清洗、离心、干燥、合批后，得到提纯的三元正极材料废料C。(3)三元正极材料废料C主元素分析：分析测试步骤(3)得到的三元正极材料废料C中锂、镍、钴、锰的元素含量。(4)干燥凝胶制备：4a)称取一定量的步骤(2)提纯后的三元正极材料废料C及助熔剂；按照三元正极材料废料C质量的0.5‑5wt％，称取相应量的助熔剂；4b)根据步骤(3)的测试结果，按照步骤(4a)中称取的三元材料废料C中镍、钴、锰含量的5‑20％，称取相应量的乙酸镍、乙酸锰、乙酸钴；4c)根据步骤(4a)、步骤(4b)中的镍钴锰总摩尔数与锂的摩尔比为1：1.03的比例，扣除步骤(4a)元正极材料废料C中的锂后，再补充称取相应量的可溶性锂盐；4d)称取所述步骤(4b)、步骤(4c)中的乙酸镍、乙酸锰、乙酸钴、乙酸锂的总摩尔数的1.5‑2倍量的柠檬酸；4e)将步骤(4b)、步骤(4c)、步骤(4d)称取的乙酸镍、乙酸锰、乙酸钴、乙酸锂以及柠檬酸、溶于水中并充分混合，形成墨绿色溶液，配制成金属离子总浓度为2‑4mol/l的溶液；4f)在机械搅拌的条件下，向步骤(4e)所述墨绿色溶液加入步骤(4a)称取的三元材料废料C及助熔剂，并剧烈搅拌，调节成均匀的悬浊液，然后用氨水调节溶液的pH值至7‑8，加热至60‑100℃并不断蒸发水分，得到凝胶体D；4g)将步骤(4f)所述凝胶体D在80～150℃下真空旋转干燥6‑10小时，得到干凝胶体E；(5)三元正极材料废料再生：将步骤(4g)得到的干凝胶体E分装入坩埚或匣钵中，然后转入高温烧结炉，以2‑5℃/min的速率升温至750‑1000℃之间，在氧化气氛下，烧结10‑20小时。然后经过冷却、破碎、筛分后，即得到再生后的三元正极材料成品。