[發明專利]一種從廢舊鋰電池中回收正極并再生修復的方法及系統

有效

• 申請號: 201910547932.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110165324B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 彭正軍;王敏;祝增虎;王懷有;賈國鳳;趙有璟
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

1.一種從廢舊鋰電池中回收正極并再生修復的方法，其特征在于包括：

（1）對廢舊三元鋰電池進行放電、去除外殼，在密閉保護氣氛中切割端頭、抽取出極片和隔膜，并于清洗槽中清洗電解液和電解質，經風干后的極片經分選、切割分類出正極片、負極片和隔膜；

（2）負極片經水浸溶解粘結劑，經過濾、烘干回收得到初級的銅箔和碳粉；

（3）在350~650℃下對步驟（1）所獲正極片進行熱解處理1~360min，至少用于去除所述正極片中的粘結劑，再采用淬冷介質使所述正極片的溫度從350~650℃瞬間降低到0~30℃，使所述熱解處理和淬冷交替進行，并在超聲震蕩中處理，使正極材料和鋁箔剝離，過濾得到鋁箔和黑色粉末，而后于30~100℃進行烘干，采用篩分分離鋁箔，所述篩分的孔徑為1.25~2000μm，過濾得到的黑色粉末經過烘干磁選去除金屬碎屑，最后于400~850℃進行焙燒處理0.1~10h，獲得正極粉體；

（4）將二氧化硅、二氧化鈦、氧化釔中的任意一種與經過焙燒處理的正極粉體、氫氧化鋰均勻混合，對所獲混合物進行研磨，之后在富氧氣氛下進行燒結處理，燒結溫度為兩段，第一階段的燒結溫度為450~650℃，第二階段的燒結溫度為750~950℃，燒結時間為0.5~24h，升溫速率為1~20℃min，使二氧化硅、二氧化鈦或氧化釔包覆修飾在正極粉體的表面從而形成包覆層，獲得修復的復合正極材料，所述包覆層的厚度為1~50nm，所述包覆層的材質為Li₄SiO₄、Li₄TiO₄或LiYO₂，所述氫氧化鋰與經過焙燒處理的正極粉體的摩爾比為1.01~1.10：1，所述二氧化硅、二氧化鈦或氧化釔與經過焙燒處理的正極粉體的摩爾比為1~10：100。

2.根據權利要求1所述的從廢舊鋰電池中回收正極并再生修復的方法，其特征在于：所述廢舊三元鋰電池選自鎳鈷錳三元廢舊鋰電池或鎳鈷鋁三元廢舊鋰電池。

3.根據權利要求2所述的從廢舊鋰電池中回收正極并再生修復的方法，其特征在于：所述鎳鈷錳三元廢舊鋰電池的類型選自111、523、622或811型。

4.根據權利要求1所述的從廢舊鋰電池中回收正極并再生修復的方法，其特征在于：所述淬冷介質選自冰水、冷水或冷風。

5.一種從廢舊鋰電池中回收正極并再生修復的系統，其應用于權利要求1-4中任一項所述的方法中，其特征在于包括：

拆分機構，其能夠對廢舊三元鋰電池進行拆解、分類；

電解液回收機構，其能夠對廢舊三元鋰電池中的電解液進行回收；

低溫熱處理機構，其能夠去除正極片、負極片中的粘結劑；

冷淬-磁選-篩分機構，其能夠對所述正極片、負極片進行冷淬、磁選和篩分獲得正極片；

焙燒機構，其能夠對篩分出的正極片進行焙燒處理，獲得正極粉體；

研磨機構，其能夠使所述正極粉體、鋰鹽和包覆原料均勻混合，獲得混合物；

燒結機構，其能夠對所述混合物進行燒結處理。

6.根據權利要求5所述的從廢舊鋰電池中回收正極并再生修復的系統，其特征在于：所述電解液回收機構包括清洗單元、尾氣處理單元、電解液收集單元和減壓蒸餾單元。