[發明專利]鋰離子電池正極材料的熔鹽再生修復法及得到的鋰離子電池正極材

在審

• 申請號: 201911120413.2
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110797602A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 武漢瑞杰特材料有限責任公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 42257 武漢大楚知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 徐楊松

本發明屬于鋰離子電池材料回收與修復再生技術領域，具體涉及一種鋰離子電池正極材料的熔鹽再生修復法及得到的鋰離子電池正極材。1)將鋰電池正極回收材料的粉料與至少兩種補鋰劑混合，得到混合料；2)將混合料加熱成熔鹽，進行補鋰，或進行補鋰和除雜，得到補鋰后的鋰電池正極回收材料；3)將補鋰后的鋰電池正極回收材料進行洗滌和干燥，得到待燒結的鋰電池正極回收材料；4)對待燒結的鋰電池正極回收材料進行燒結，得到晶型重塑的鋰電池正極重生材料。得到的鋰電池正極重生材料純度高，性能良好，可直接用作鋰電池正極料，得到的鋰電池性能良好。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池材料回收與修復再生技術領域，具體涉及一種鋰離子電池正極材料的熔鹽再生修復法及得到的鋰離子電池正極材。

背景技術

考慮到廢舊鋰離子電池正極材料中蘊含的經濟價值、資源價值和直接拋棄帶來的環境問題，對其進行回收、再次利用已經成為熱潮。但是隨著鋰離子電池在動力領域的應用，電池中正極材料的組成更加多元化、復雜化，廠商多采用多種材料的摻混，以達到不同材料間功能的互補。比如為彌補高鎳材料安全性上的不足，采用鈷酸鋰、錳酸鋰或者低鎳材料與高鎳材料的摻混的方法。

材料的混合，給除雜、重生都帶來了困難，針對這一塊的研究較少，主要的方法有冶金法與直接重生兩大類。傳統的冶金方法，雖然可用于混合材料，實現資源的回收，但是破壞了材料本身的結構，也引入了高溫/強酸堿的苛刻條件，步驟復雜、能耗高。現有的溶劑浸泡/高溫燒結剝離+高溫火法補鋰重生的工藝，雖可保有材料結構，實現直接回收重生，但是由于不同材料對燒結溫度的耐受性不同，故只適用于單一材料的回收重生。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種鋰離子電池正極材料的熔鹽再生修復法及得到的鋰離子電池正極材。該再生修復法在不破壞材料原有結構的基礎上，實現了鋰電池混合正極廢料的重生。該技術方案可以解決現有技術中廢舊電池丟棄、環境污染嚴重、回收技術不成熟、成本高昂的問題；可以解決混合正極材料邊角料/廢舊極片的除雜重生。該方法具有重復性好，資源利用率高的特點，且工序簡單，高效。

本發明所提供的技術方案如下：

一種鋰離子電池正極材料的熔鹽再生修復法，包括以下步驟：

1)將鋰電池正極回收材料的粉料與補鋰劑混合，得到混合料，其中，所述補鋰劑包括或不包括助融劑；

2)將步驟1)得到的所述混合料加熱成熔鹽，進行補鋰，或進行補鋰和除雜，得到補鋰后的鋰電池正極回收材料；

3)將步驟2)得到的所述補鋰后的鋰電池正極回收材料進行洗滌和干燥，得到待燒結的鋰電池正極回收材料；

4)對步驟3)得到的所述待燒結的鋰電池正極回收材料進行燒結，得到晶型重塑的鋰電池正極重生材料。

上述技術方案中：

步驟2)中，采用熔鹽法進行補鋰：

a)可以在實現補鋰的過程中，通過高溫下堿性物質對鋁和粘結劑的溶解，達到對雜質進行去除的目的，例如殘留的鋁集流體、粘結劑等；

b)不需要使用溶劑，即可以完成補鋰的反應；

c)熔鹽法提供了晶型修復的高壓環境，經過熔鹽法補鋰后，鋰電池正極回收材料可以恢復至原來的層狀結構或橄欖石結構，晶型良好；

步驟4)中，經過步驟3)的水洗后表面會有很淺層次的結構破壞和殘鋰的生成，而表面結構會影響安全性能和電性能，通過進行二次燒結，可以對鋰電池正極回收材料的表面結構進行恢復，并降低殘鋰量。

上述技術方案中，采用先補鋰再燒結的方案，由于材料晶型在補鋰過程中重塑接近完全，故燒結所需時間較現有的干法燒結補鋰顯著減少。