[發(fā)明專利]一種機(jī)械活化輔助噴霧熱解回收廢舊鋰電池正極的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010736164.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN112054261B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段建國(guó);董鵬;施晗程;張英杰;王丁;孟奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54;H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y40/00
• 代理公司: 昆明人從眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 53204
• 代理人: 沈艷尼

1.一種機(jī)械活化輔助噴霧熱解回收廢舊鋰電池正極的方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）將廢舊錳酸鋰電池和廢舊磷酸鐵鋰電池在濃度為1mol/L的硫酸鈉溶液中放電24h以上，拆解分離破碎后得到混合正極材料；

（2）將步驟（1）中的混合正極材料置于NaOH溶液中攪拌反應(yīng)得到懸濁液；

（3）將步驟（2）得到的懸濁液進(jìn)行抽濾、洗滌、干燥、粉碎得到廢舊正極材料混合粉末；

（4）檢測(cè)步驟（3）混合粉末中的鋰、鐵、錳、磷元素含量，按照設(shè)計(jì)的磷酸鐵錳鋰的化學(xué)計(jì)量比，補(bǔ)加相應(yīng)元素，磷酸鐵錳鋰的化學(xué)通式為L(zhǎng)iMn_1-xFe_xPO₄，其中，0.1≤x≤0.5，再加入碳源和有機(jī)酸得到混合物，將混合物在分散介質(zhì)中機(jī)械活化得到前驅(qū)體漿料；

碳源為蔗糖、葡萄糖、淀粉、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一種或幾種任意比例混合，添加量為混合粉末質(zhì)量的1%~10%；有機(jī)酸為草酸、乙酸、蘋果酸、檸檬酸中的一種或幾種任意比例混合，添加量為混合粉末質(zhì)量的1%~10%；

（5）將步驟（4）的前驅(qū)體溶液進(jìn)行噴霧干燥得到前驅(qū)體粉料；噴霧干燥的入口溫度為150~500℃；

（6）將步驟（5）的前驅(qū)體粉料在保護(hù)氣氛下進(jìn)行兩段煅燒得到再生磷酸鐵錳鋰/碳正極材料；

保護(hù)氣氛為氮?dú)狻鍤饣騼煞N氣體的任意比例混合氣體；兩段煅燒具體為：在300~500℃煅燒3~6h，升溫至600~800℃煅燒6~15h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械活化輔助噴霧熱解回收廢舊鋰電池正極的方法，其特征在于，步驟（1）混合正極材料中廢舊錳酸鋰電池正極材料和廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料的質(zhì)量比為1~9: 2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械活化輔助噴霧熱解回收廢舊鋰電池正極的方法，其特征在于，步驟（2）NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~30%，反應(yīng)溫度為40~90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5~4小時(shí)，攪拌速度為100~500轉(zhuǎn)/分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械活化輔助噴霧熱解回收廢舊鋰電池正極的方法，其特征在于，步驟（3）洗滌時(shí)，先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的NaOH溶液洗滌3次，再用純水洗滌3次，洗滌時(shí)固含量控制在5%~50%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械活化輔助噴霧熱解回收廢舊鋰電池正極的方法，其特征在于，步驟（4）當(dāng)需要補(bǔ)充鋰元素時(shí)，鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰或磷酸二氫鋰中的一種或幾種任意比例混合；當(dāng)需要補(bǔ)充磷元素時(shí)，磷源為磷酸二氫銨、磷酸二氫鋰中的一種或幾種任意比例混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械活化輔助噴霧熱解回收廢舊鋰電池正極的方法，其特征在于，步驟（4）分散介質(zhì)為乙醇、乙二醇、去離子水中的一種或幾種任意比例混合；機(jī)械活化為球磨，球磨速度為300~500r/min，球磨時(shí)間為4~12h。