[發明專利]一種廢舊鋰電池正極活性材料的再生方法

有效

• 申請號: 201110046651.0
• 申請日: 2011-02-28
• 公開（公告）號: CN102651490A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 義志杰
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種廢電池正極活性材料的再生方法，尤其涉及一種廢舊鋰電池正極活性材料的再生方法。

背景技術

鋰離子電池是一種綠色化學電源，具有電壓高、能量密度大、重量輕、循環壽命長等優點，被廣泛應用于移動電話、筆記本電腦等各種便攜式設備中。

近年來，由于這些產品近年來發展迅猛，因此，鋰離子電池的用量也不斷增大。隨之而來的是大量的廢鋰離子電池的出現，這些廢鋰離子電池不經妥善處理無疑會對環境造成污染。此外，鋰離子電池中大量使用了鈷，而鈷屬于稀缺資源，原料價格昂貴，生產成本高，因此，如果直接將廢鋰離子電池丟棄，會造成資源浪費。

在現有的廢鋰離子電池的回收方法中，有直接將電池破碎，然后通過酸溶解，再通過化學沉淀的方法來回收各種金屬元素的方法，或者破碎后通過焙燒的方法來回收金屬材料。這種方法由于未將電池各部分分離，因此在處理過程中各種成分種類比較復雜，在后續回收過程中步驟較多。

例如，CN?101054631A公開了一種失效鋰離子電池中有價金屬的回收方法，其特征在于包括以下步驟：在失效鋰離子電池外殼上穿孔進行解壓；將穿孔后的失效鋰離子電池放入電解液中進行放電處理；將放電處理后的鋰離子電池進行焙燒處理；將焙燒后的鋰離子電池進行破碎；將破碎后的鋰離子電池進行磁選；將磁性物和非磁性物進行分級。其中，所述電解液是選自氯化鈉、氫氧化鈉、硫酸鈉中的一種的電解質溶液，電解質溶液的重量百分比濃度為0.2-5％。該方法需要進行焙燒以及穿孔等工藝，步驟繁瑣，能耗大。

另外，現有技術中也有先將電池各部分分離，然后再根據需要進行分別回收的方法。但是，一般情況下，鋰離子電池內部結構緊密，通過常規的方法分離效果不好，分離起來成本較高，不利于工業化回收。

例如，CN?1747224A公開了一種從報廢的鋰離子電池中回收制備Li_xCoO₂的方法，式中X＝0.95-1.05，其特征在于包括以下步驟：將電池在水中切割開，使正極片與其它部件分離，并將正極片剪成小碎片；用N-甲基-2-吡咯烷酮將正極材料從鋁箔上洗脫，取出鋁箔并過濾得到黑色粉末；然后用硝酸或鹽酸溶解該黑色粉末、過濾得到含Co^2＋、Li^＋的硝酸鹽溶液或氯化物溶液；再在該含Co^2＋、Li^＋的硝酸鹽溶液或氯化物溶液加入氨水，形成藍色沉淀；同時通過補加氫氧化鋰調整懸浮液中的鋰與鈷的摩爾比；最后，將懸浮液中的沉淀物過濾、干燥，在600-900℃下焙燒7-12小時得到Li_xCoO₂粉體。該方法在分離正極材料時，需要通過切割，操作繁瑣。并且，現有的各種回收方法得到的正極活性材料高溫性能和安全性能較低。

發明內容

為了克服現有技術中的回收方法得到的正極材料高溫性能差，安全性能低的問題，本發明提供了一種廢舊鋰電池正極活性材料的再生方法，通過該方法再生的正極活性材料具有較高的安全性能和良好的高溫性能，并且電池容量和循環性能好。

本發明公開的廢舊鋰電池正極活性材料的再生方法，包括：

a、取舊正極片，所述舊正極片包括正極集流體和附著于正極集流體表面的舊正極物料；從舊正極片上分離出舊正極物料；

b、對舊正極物料進行熱處理，得到舊正極活性材料；

c、向舊正極活性材料中添加鋰化合物，得到正極活性材料混合物；

d、將正極活性材料混合物在氧化性氣氛中焙燒，然后降溫，粉碎；

e、用去離子水洗滌粉碎后的正極活性材料混合物，直至洗滌后的去離子水的pH為7-9，然后烘干，得到再生的正極活性材料。

本發明中，通過采用去離子水洗滌粉碎后的正極活性材料混合物，除去添加鋰化合物所帶入的雜質離子，從而使再生的正極活性材料可重新使用，并且其高溫性能和安全性能較好，電池容量和循環性能優異。另外，該方法工藝簡單，適合工業化大規模生產，成本低，無污染，經濟效益顯著。而且用該方法再生的正極活性材料與制造鋰離子二次電池正極的材料具有相同的結構，產品一致性高。

附圖說明

圖1是本發明實施例3再生得到的正極活性材料S3的XRD圖。

圖2是現有技術中的LiCoO₂的XRD圖。

具體實施方式