[發(fā)明專利]一種廢舊三元材料的再生方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310089691.6
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN116315216A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏群軒;譚群英;林旭峰;劉咨民;周勇
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南金凱循環(huán)科技有限公司;長沙金凱循環(huán)科技有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 湖南正則奇美專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43105
• 代理人: 張繼綱

本發(fā)明公開了一種廢舊三元材料的再生方法，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域；該方法包括以下步驟：S1、將廢舊三元鋰離子電池拆解，收集廢舊三元鋰離子電池正極；S2、將廢舊三元鋰離子電池正極高溫處理后冷卻，篩分制得廢舊正極材料和鋁箔；S3、將廢舊正極材料磁選后焙燒，制得廢舊正極粉體；S4、將廢舊正極粉體和氫氧化鋰混合后煅燒，制得補鋰前驅(qū)體；S5、將補鋰前驅(qū)體、鋁源添加至硅酸酯溶液中，制得硅改性正極粉體；S6、將硅改性正極粉體預(yù)處理后燒結(jié)，制得再生三元材料。利用本發(fā)明方法再生制得廢舊三元材料容量高且循環(huán)性能好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廢舊三元材料的再生方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池以其安全、環(huán)保、循環(huán)壽命長和高比能量等優(yōu)點受到了人們的青睞，隨著鋰離子電池的快速發(fā)展，已有越來越多的報廢鋰離子電池面臨回收處理的各種問題。鋰電池中的正極材料的結(jié)構(gòu)和形貌等在經(jīng)歷一定的充放電循環(huán)次數(shù)后會遭到破壞，使電池的容量下降進而使得電池報廢。

相關(guān)技術(shù)中公開了一種鋰電池正極材料的回收方法，包括以下步驟：1)將正極廢片置于水中浸泡，正極廢片與水的質(zhì)量比為1:3-4；2)然后攪拌，使正極材料從極片上脫落；3)將脫落的正極材料進行分散處理，得到正極材料漿料，然后將正極材料漿料與鋁箔分離；4)再蒸發(fā)正極材料漿料中水分即得；利用該方法制得的正極材料平均荷電量在96％～98％；容量恢復(fù)率在97％～98.5％；并未實現(xiàn)容量的完全恢復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊三元材料的再生方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題和缺陷的至少一個方面。

具體如下，本發(fā)明提供了一種廢舊三元材料的再生方法，包括以下步驟：

S1、將廢舊三元鋰離子電池拆解，收集廢舊三元鋰離子電池正極；

S2、將所述廢舊三元鋰離子電池正極高溫處理后冷卻，篩分制得廢舊正極材料和鋁箔；

S3、將廢舊正極材料磁選后焙燒，制得廢舊正極粉體；

S4、將所述廢舊正極粉體和氫氧化鋰混合后煅燒，制得補鋰前驅(qū)體；

S5、將所述補鋰前驅(qū)體、鋁源添加至硅酸酯溶液中混合，制得硅改性正極粉體；

S6、將所述硅改性正極粉體預(yù)處理后燒結(jié)，制得再生三元材料；

所述補鋰前驅(qū)體和所述鋁箔的質(zhì)量比為100:3～5；

所述補鋰前驅(qū)體和所述硅酸酯溶液的質(zhì)量體積比為100g:20mL～30mL；

所述鋁源選自步驟S2中鋁箔；

所述高溫處理的溫度為400℃～500℃。

根據(jù)本發(fā)明再生方法技術(shù)方案中的一種技術(shù)方案，至少具備如下有益效果：

本發(fā)明中將正極片在高溫處理，將粘接劑進行熱解去除；再將高溫處理后極片冷卻，利用不同溫度下材料的收縮性和延展性不一致，從而使得廢舊正極材料從鋁箔上剝離，從而實現(xiàn)廢舊正極材料和鋁箔的分離；

將廢舊正極材料磁選后去除金屬碎屑，再通過焙燒后去除剩余碳粉；制得廢舊正極粉體；

將廢舊正極粉體與氫氧化鋰混合后燒結(jié)，促使鋰離子初步進入廢舊正極粉體中，同時在廢舊正極材料表面包裹一層氫氧化鋰，從而實現(xiàn)廢舊正極粉體的補鋰再生；

再將補鋰前驅(qū)體、鋁源和硅酸酯溶液混合；而硅酸酯在補鋰前驅(qū)體表面形成硅氧鍵；同時也實現(xiàn)了鋁源和補鋰前驅(qū)體的充分混合；最后將混合物燒結(jié)，在補鋰前驅(qū)體表面形成包覆材料，從而提升最終再生三元材料的循環(huán)性能；同時利用剩余部分的氫氧化鋰和鋁源反應(yīng)會生成偏鋁酸鋰，在表面形成快離子導(dǎo)體，從而提升的再生材料的電化學(xué)性能。